常见的晶体结构与离子晶体结构wsl.pptx

1.说明为何十四种布拉菲点阵中不存在底心四方点阵和面心四方点阵？1.画出面心立方晶体中（111）面上的11 晶向。2.何谓晶带定律？判断(10)、(2)和(11)晶面是否属于同一晶带。3.分别计算晶格常数为a的面心和体心立方晶体110晶面的面间距。1.3.1常见的晶体结构A1或FCC A2或BCC A3或HCP4ra面心立方点阵参数与原子半径的关系面心立方点阵参数与原子半径的关系方向为密排方向4raa面心立方点阵参数与原子半径的关系面心立方点阵参数与原子半径的关系方向为密排方向面心立方点阵参数与原子半径的关系面心立方点阵参数与原子半径的关系方向为密排方向r=a/22r2r 配位数面心立方结构晶面晶体用配位数配位数和致密度致密度来描述原子排列的紧密程度体心立方结构密排六方结构晶面2、金属晶体中的原子堆垛方式 一维密排：沿直线方向将等径圆球紧密排列成一列叫做密排方向a在同一直线上相邻两球相切 密排面（二维密排）：任意不在同一直线上三球相切 沿二维空间伸展的等径圆球的最密堆积形式叫密排面，它只有一种排列方式。（如图2）在密置层中每个球都与周围六个球紧密接触，配位数为6，三个球形成一个三角形空隙，因此每个球分摊两个三角形空隙。图2：等径圆球的密置层 若把每个球作为一个结构基元，可由密置层抽出一个平面六方点阵，正当格子为平面六方格子。最密晶面和密排面的区别在面心立方和密排六方结构中最密晶面就是密排面在体心立方结构中最密晶面不是密排面密排面上每个原子和最近邻的原子之间都是相切的 三维密排：不在同一平面上的相邻四球相切（堆垛）将两个密置层（分别称为A层和B层）叠加起来作最密堆积称为密排双层，这也只有一种叠合方式。图3（a）叠合过程为：将第二层球的球心投影到第一层中由三个球所围成的三角形空隙的中心上，及上、下两层密置层相互接触并平行地互相错开。如下图：a、在密置双层AB的基础上，第三层球的球心投影到AB层的正八面体空隙的中心上且与B层紧邻，称第三层为C层。以后第四、五、六层的投影位置分别与第一、二、三层重合。ABCABC型堆积4 4、面心立方最密堆积（、面心立方最密堆积（A1)A1)型型 b、把每个球当成一个结构基元，A1型堆积可抽出一个立方面心晶胞。ABC(b)面心立方晶胞ABBBBBCCCCC3、六方最密堆积（A3)型 在密置双层的基础上将第3层球堆上去，第层与层接触，其球心的投影与球的球心重合，称第层为层。同理第四层为层，依此类推。型堆积记为型堆积。图4(a)晶格间隙面心立方结构面心立方晶体结构的晶格间隙体心立方晶体结构的晶格间隙密排六方晶体结构的晶格间隙多晶型性定义：合金元素具有两种或两种类型以上的晶体结构的特性即为元素的多晶多晶型性型性，也称同素异构性同素异构性。当外界条件改变时，元素的晶体结构可以发生转变，称为同素异构转变同素异构转变或多晶多晶型转变型转变。转变的产物称为同素异构同素异构体。体。很多元素在高温下具有体心立方结构，而在低温下往往具有密排结构（面心立方或密排六方）。1.3.2离子晶体结构AB型化合物的晶体结构型化合物的晶体结构AB2型化合物的晶体结构型化合物的晶体结构A2B3型化合物的晶体结构型化合物的晶体结构CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图A CsCl型结构型结构-Cl-Na+B-NaCl型结构型结构C-立方立方ZnS型结构型结构 该结构又称闪锌矿型立方(-ZnS)，属立方晶系面心立方点阵S2-构成面心立方点阵，而Zn2+则交叉分布在其中的四个四面体间隙中，正负离子的配位数均为4，每个晶胞含有4个Zn2+和4个S2-Be、Cd的硫化物、硒化物、碲化物及CuCl也属此类型结构。D-六方六方ZnS型结构型结构 六方ZnS型又叫纤锌矿型，属六方晶系密排六方结构S2-构成密排六方点阵，而Zn2+则占交叉占据其中一半的四面体间隙，正负离子的配位数均为4，每个晶胞含有6个Zn2+和6个S2-属于这种结构类型的还有SiC、ZnO、ZnSe、AgI、BeO等。(二二)AB2型化合物的晶体结构型化合物的晶体结构CaF2（萤石）型结构（萤石）型结构CaF2属立方晶系面心立方点阵Ca2+构成面心立方点阵，F-则位于其中8个四面体间隙中心位置，即填充了全部的四面体间隙，Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4，每个晶胞含有4个Ca2+和8个F-。属于CaF2型结构的化合物还有ThO2、CeO2、VO2、ZrO2等。TiO2（金红石）型结构（金红石）型结构金红石是TiO2的一种稳定型结构，属四方晶系体心四方点阵 -方石英（方晶石）型结构方石英（方晶石）型结构 方晶石为SiO2高温时的同素异构体，属立方晶系Si4+占据全部面心立方结点位置和交叉占据其中一半的四面体间隙，Si4+的配位数为4，O2-的配位数为2，每个晶胞含有8个Si4+和16个O2-SiO2虽有多种同素异构体，但其他的结构都可看成是由-方石英的结构变形而得。A2B3型化合物的晶体结构型化合物的晶体结构 以-Al2O3为代表的刚玉型结构是A2B3型化合物的典型晶体结构。属菱方晶系，O2-近似作密排六方堆积，Al3+位于八面体间隙中，但只占据这种间隙的2/3，Al3+的配位数为6，O2-的配位数为4，每个晶胞含有4个Al3+和6个O2-。属于刚玉型结构的化合物还有Cr2O3、-Fe2O3、-Ga2O3等。共价晶体结构共价晶体结构金刚石是碳的一种结晶形式，每个碳原子均有4个等距离的最近邻原子，全部按共价键结合。晶体结构属于复杂的面心立方结构，碳原子除按通常的面心立方结构排列外，相当于交叉排列的4个四面体间隙中心位置，故每个晶胞内共含有8碳个原子。具有金刚石型结构的共价晶体还有-Sn、Si、Ge。其属菱方晶系，配位数为3，即每个原子有3个最近邻的原子，以共价键方式相结合并形成层状结构，层间具有金属键性质。其属六方晶系，配位数为2，每个原子有2个近邻原子，以共价键方式相结合，原子组成呈螺旋分布的链状结构。复习题1.分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度。2.分别计算面心立方晶体111晶面和体心立方晶体110晶面原子面密度。1.何谓金属的多晶型性？2.分别计算面心立方和体心立方结构中八面体和四面体间隙的大小。