材料中的晶体结构(精品).ppt
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1、2.材料中的晶体结构材料中的晶体结构n在晶体结构中,一般将原子或离子看成具有一定大小的球体。球体间作紧密堆积。等大球体、不等大球体n原子(离子)有效半径:2.1纯金属的晶体结构纯金属的晶体结构典型金属的晶体结构典型金属的晶体结构n面心立方(面心立方(A1或或f.c.c)n体心立方(体心立方(A2或或b.c.c)n密排六方(密排六方(A3或或h.c.p)面心立方面心立方 f.c.c体心立方体心立方 b.c.c密排六方密排六方 h.c.p点阵常数 晶胞的棱边长度a、b、c,原子半径为r,则na afccfcc rna abccbcc rna ahchcp 2r (c/a=1.633)晶胞原子数Nn
2、N的概念:n计算方法:nNfcc=4 Nbcc=2 Nhcp=6配位数CN和致密度K nCNf.c.c 12 nCNb.c.c 8 nCNh.c.p 12(c/a1.633)nKf.c.c 74 Kb.c.c 68 Kh.c.p 74 (c/a=1.633)间隙n四面体间隙、八面体间隙:n在分析晶体结构的间隙时,要明确间隙的种类、大小、位置、数目。间隙的种类间隙的大小f.c.c结构中的间隙f.c.c结构中的间隙n正八面体间隙 位置:数目:大小:正四面体间隙 位置:数目:大小:b.c.c结构中的间隙b.c.c结构中的间隙n扁八面体间隙 位置:数目:大小:n四面体间隙 位置:数目:大小:h.c.p
3、结构中的间隙h.c.p结构中的间隙n对于c/a1.633,在原子半径相同条件下间隙大小与f.c.c相同。n只是间隙中心的位置有所不同。原子的堆垛方式 h.c.p中 0001的堆垛顺序:ABAB f.c.c中 111的堆垛顺序:ABCABC 多晶型(同素异构)转变多晶型(同素异构)转变n概念:n特点:2.2离子晶体的结构(1)离子半径n有效半径:n离子半径的大小并非绝对的,同一离子随着价态和配位数的变化而变化。(2)配位数CNn涉及正负离子。n正、负离子的配位数多少与离子半径之比有关 r+/r-。(3)配位多面体n配位多面体:n配位多面体是离子晶体的基本结构单元。n了解晶体结构:r+/r-CN(
4、+)配位多面体配位多面体 结构特结构特点点(3)配位多面体离子晶体的结构规则离子晶体的结构规则 鲍林规则鲍林规则n鲍林提出了五条规则,成功地解释了大多数离子晶体结构,其规则也就是决定结构单元自身特性及结构单元之间连接方式地规则。(1)第一规则 负离子配位多面体规则n内容:nr 0r+r-r+/r-CN(+)(2)第二规则 静电价规则n 内容:n静电键强度 S=Z/n n离子配位数与电价关系:(3)第三规则 连接规则(能量规则)n内容:n一般规律:四面体,连接;八面体,连接;立方体,连接。(3)第三规则(4)第四规则 连接规则n 内容:n多种阳离子存在,其配位多面体尽可能互不相连,若连,共 。(
5、5)第五规则 节省规则n内容:n在一个均匀结构中,不同 的配位多面体很难有效地堆积在一起。典型的离子晶体结构 对晶体结构的描述通常使用以下三种方法:(1)NaCl型 (AB型)n晶体结构 晶系n点阵类型 立方nCN(+)CN(-)nZ 4 (1)NaCl型n配位多面体为 面体(1)NaCl型描述:八面体以 方式连接而成。Cl按 密堆积,Na位于 间隙中。(1)NaCl型n属于NaCl型结构的晶体有:n不同的是晶体的 参数不相同。(2)CsCl型(AB型)n晶体结构n点阵类型nCN(+)CN(-)nZ 1 n配位多面体为(2)CsCl型n描述:立方体以 连接。Cl按 堆积,Cs占据 间隙。n属于
6、CsCl型结构的晶体有:(3)ZnS(闪锌矿)型 (AB型)n晶体结构n点阵类型 nCN(+)CN(-)nZ 4 (3)闪锌矿型n配位多面体为(3)闪锌矿型n描述:见书 属于闪锌矿型结构的晶体有:(4)ZnS (纤锌矿)型 (六方ZnS)(AB型)n晶体结构n点阵类型nCN(+)CN(-)nZ 2 n配位多面体(4)纤锌矿型n描述:n属于纤锌矿型结构的晶体有:(5)CaF2(萤石)型 (AB2型)n晶体结构n点阵类型 nCN(+)CN(-)n Z 4(5)萤石型n配位多面体为(5)萤石型n萤石结构中,存在 机制。n反萤石结构:n属于萤石型结构的晶体有:n属于反萤石结构的晶体有:(6)TiO2(
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