認(rèn)識(shí)晶體完整版課件

關(guān)于認(rèn)識(shí)晶體完整版第1頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、晶體的特性1.晶體與非晶體

(1)晶體：內(nèi)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(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。非晶體：內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)。第2頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.晶體的特性（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(xiàn)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(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。

（4）對(duì)稱(chēng)性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱(chēng)性。

（5）有固定的熔點(diǎn)而非晶態(tài)沒(méi)有。第3頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.晶體的種類(lèi)根據(jù)內(nèi)部微粒的種類(lèi)和微粒間的相互作用不同，將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。第4頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型

組成晶體的原子、離子或分子在沒(méi)有其他因素（如氫鍵）影響時(shí)，在空間的排列大都服從緊密堆積原理，這是因?yàn)榉謩e借助于沒(méi)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(jié)構(gòu)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?chē)?，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。第5頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三

在一個(gè)層中，最緊密的堆積方式，是一個(gè)球與周?chē)?個(gè)球相切，在中心的周?chē)纬?個(gè)凹位，將其算為第一層。1.等徑圓球的密堆積

由于金屬鍵沒(méi)有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ(chēng)的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。等徑圓球的密堆積方式有A3型最密堆積，A1型最密堆積。第6頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三123456

第二層

對(duì)第一層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)

1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。第7頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三

下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA

第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456

于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積---A3型。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3)第8頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456第9頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三123456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(gè)周期。得到面心立方堆積—A1型。

配位數(shù)12。(同層6，上下層各3)第10頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三BCAABCABC形式的堆積，為什么是面心立方堆積？我們來(lái)加以說(shuō)明。第11頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三這兩種堆積都是最緊密堆積，空間利用率為74.05%。

金屬鉀K的立方體心堆積

還有一種空間利用率稍低的堆積方式—A2型---立方體心堆積：立方體8個(gè)頂點(diǎn)上的球互不相切，但均與體心位置上的球相切。配位數(shù)8，空間利用率為68.02%。六方緊密堆積面心立方緊密堆積立方體心堆積

金屬的堆積方式第12頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三蜂巢與蜂室銅晶體銅晶胞晶體結(jié)構(gòu)的基本單元——晶胞第13頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、晶體結(jié)構(gòu)的基本單元----晶胞1.晶胞

(1)晶胞：從晶體中“截取”出來(lái)具有代表性的最小部分,是能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位。代表晶體的化學(xué)組成。(2)晶胞一定是一個(gè)平行六面體。第14頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.非等徑圓球的密堆積

由離子構(gòu)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(shù)：一個(gè)原子或離子周?chē)徑拥脑踊螂x子的數(shù)目。如NaCl配位數(shù)為6，即每個(gè)Na+離子周?chē)苯舆B有6個(gè)CI-，反之亦然。第15頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三

常見(jiàn)三種密堆積的晶胞六方晶胞----A3型可看成由3個(gè)晶胞構(gòu)成第16頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三面心立方晶胞----A1型第17頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三體心立方晶胞----A2型第18頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三平行六面體無(wú)隙并置第19頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三頂點(diǎn)：第20頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三棱邊：第21頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三面心：第22頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三體心：第23頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4第24頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算

(1)六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6長(zhǎng)方體晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)：頂點(diǎn)----1/8棱----1/4面----1/2心----1（2）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4

(3)體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。微粒數(shù)為：8×1/8+1=2第25頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三第26頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三BCA面心立方堆積第27頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三體心立方晶胞----A2型第28頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4第29頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三NaCl晶胞CsCl晶胞計(jì)算：NaCl晶胞、CsCl晶胞中含有的陰、陽(yáng)離子數(shù)目分別是多少？鈉離子：1＋12×1/4＝4氯離子：8×1/8＋6×1/2＝4銫離子：1氯離子：8×1/8＝1第30頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三AB練習(xí)1：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）化學(xué)式：AB第31頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三練習(xí)2：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）AB化學(xué)式：A2B第32頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三AB化學(xué)式：練習(xí)3：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）AB第33頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三B化學(xué)式：A練習(xí)4：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）CABC3第34頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三例題分析：如圖所示的晶體結(jié)構(gòu)是一種具有優(yōu)良的壓電、鐵電、光電等功能的晶體材料的晶胞。晶體內(nèi)與每個(gè)“Tｉ”緊鄰的氧原子數(shù)和這種晶體材料的化學(xué)式分別是（各元素所帶的電荷均已略去）o原子Ti原子Ba原子第35頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三練習(xí)5：下圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。1）在該物質(zhì)的晶體中，每個(gè)鈦離子周?chē)c它最接近且距離相等的鈦離子共有

個(gè)2）該晶體結(jié)構(gòu)單元中，氧、鈦、鈣離子的個(gè)數(shù)比是

。

63∶1∶1TiOCaO：12×1/4＝3Ti:8×1/8＝1Ca：1第36頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖2-8所示），可推知：甲晶體中A與B的離子個(gè)數(shù)比為_(kāi)____；乙晶體的化學(xué)式為_(kāi)____；丙晶體的化學(xué)式為_(kāi)_____；丁晶體的化學(xué)式為_(kāi)_____。1:1XY2ZEFC2D第37頁(yè)，講稿共39頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.常見(jiàn)晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算

(1)六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6長(zhǎng)方體晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)：頂----1/8棱----1/4