晶體結構、課件

第一節(jié)認識晶體一、晶體的特性1.晶體與非晶體

(1)晶體：內部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復排列構成的固體物質。(P69,1D)

(2)非晶體：內部原子或分子的排列呈現雜亂無章的分布狀態(tài)。2.晶體的特性:(P68)

（1）具有規(guī)則的幾何外形。（2）自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現封閉的、規(guī)則的多面體外形。

（3）各向異性：晶體在不同方向上表現出不同的物理性質。

（4）對稱性：晶體的外形和內部結構都具有特有的對稱性。

（5）有固定的熔點而非晶態(tài)沒有。二、晶體結構的堆積模型

組成晶體的原子、離子或分子在沒有其他因素（如共價鍵的方向性）影響時，在空間的排列大都服從緊密堆積原理，這是因為分別借助于沒有方向性的金屬鍵、離子鍵和分子間相互作用形成的金屬晶體、離子晶體和分子晶體的結構中，都趨向于使原子或分子吸引盡可能多的原子或分子分布于周圍，并以密堆積的方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。金屬晶體原子平面排列方式有幾種？(P71)

(配位數：一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子數目)

非密置層A143213642A5密置層配位數為4配位數為6AB21123456第二層

對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準1，3，5位。(或對準2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球對準第一層的球。123456于是每兩層形成一個周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積---A3型。配位數12。(同層6，上下層各3)A3型最密堆積（配位數為12）（例如鎂）第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積—A1型。

配位數12。(同層6，上下層各3)A1型最密堆積（配位數為12）（例如銅）BCAABCABC形式的堆積，為什么是面心立方堆積？我們來加以說明。體心立方堆積非密置層層層堆積情況2：相鄰原子層上層原子填入下層原子的凹穴中體心立方堆積配位數：28晶胞含金屬原子數:金屬晶體的堆積方式──鉀型堆積模型采納這種堆積的典型代表配位數晶胞鎂型A3MgZnTi12簡單立方Po6鉀型A2KNaFe8銅型A1CuAgAu12總結52%68%74%74%空間利用率2.非等徑圓球的密堆積

由離子構成的晶體可視為不等徑圓球的密堆積，即將不同半徑的圓球的堆積看成是大球先按一定方式做等徑圓球的密堆積。小球再填充在大球所形成的空隙中。

配位數：一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數目。如NaCl配位數為6，即每個Na+離子周圍直接連有6個CI-，反之亦然。2.離子晶體屬非等徑圓球的密堆積方式：大球先按一定的方式做等徑圓球密堆積小球再填充到大球所形成的空隙中分子晶體屬非等徑圓球密堆積方式：分子晶體盡可能采取緊密堆積的方式，但受到分子形狀的影響。例如：干冰采用A1型緊密堆積方式而冰中水分子的堆積受到

的影響原子晶體不服從緊密堆積方式：共價鍵具有

性和

性，因此一個原子周圍結合其它原子的數目是

（有限、無限）的，方向是

（一定、不固定）的。氫鍵飽和方向有限一定三、晶體結構的基本單元----晶胞1.晶胞

(1)晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表性的最小部分。是能夠反映晶體結構特征的基本重復單位。(2)晶胞一定是一個平行六面體，其三條邊的長度不一定相等．也不一定互相垂內；晶胞的形狀和大小由具體晶體的結構所決定，晶胞不能是八面體或六方柱體等其他形狀。(3)整個晶體就是晶胞按其周期性在二維空間重復排列而成的。這種排列必須是晶胞的并置堆砌。所謂并置堆砌是指平行六面體之間沒有任何空隙，同時，相鄰的八個平行六面體均能共頂點相連接。2.常見三種密堆積的晶胞六方晶胞----A3型體心立方晶胞----A2型3.晶胞中微粒數的計算

(1)六方晶胞：在六方體頂點的微粒為6個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有，在體內的微粒全屬于該晶胞。微粒數為：12×1/6+2×1/2+3=6長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻：頂----1/8棱----1/4面----1/2心----1（2）面心立方：在立方體頂點的微粒