材料中晶体结构.pptx

《材料中晶体结构.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料中晶体结构.pptx（83页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1第一节第一节 晶体学基础晶体学基础空间点阵和晶胞晶系和布拉菲点阵晶向指数和晶面指数晶面间距晶带及晶带定理第1页/共83页2第一节晶体学基础第一节晶体学基础一、空间点阵和晶胞1、空间点阵 人为地将晶体结构抽象为空间点阵。指由几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列。2、阵点（结点）构成空间点阵的每一个点。晶体晶体晶体晶体 点阵点阵点阵点阵 晶格晶格晶格晶格 晶胞晶胞晶胞晶胞第2页/共83页33、晶格晶格 人为地将阵点用一系列相互平行的直线连接人为地将阵点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架。起来形成的空间格架。4、晶胞晶胞 构成晶格的最基本单元，选取晶胞应满足的构成晶格的最基

2、本单元，选取晶胞应满足的条件：条件：充分反映整个空间点阵的对称性；充分反映整个空间点阵的对称性；要具有尽可能多的直角；要具有尽可能多的直角；晶胞的体积要最小。晶胞的体积要最小。简单晶胞：简单晶胞：只在八个角只在八个角点上有阵点；点上有阵点；复合晶胞：复合晶胞：体心、面心体心、面心上也有阵点。上也有阵点。第3页/共83页45、晶胞形状和大小的表达晶胞形状和大小的表达由三个棱边长度由三个棱边长度a、b、c（点阵常数）及其夹角（点阵常数）及其夹角、六个六个 参数完全表达。参数完全表达。点阵中任一阵点位置：点阵中任一阵点位置：r r：原点到某阵点的矢量；：原点到某阵点的矢量；u,v,w u,v,w：沿

3、三个点阵矢量方向平移的基矢数或坐标：沿三个点阵矢量方向平移的基矢数或坐标值。值。第4页/共83页5二、晶系和布拉菲（二、晶系和布拉菲（A.Bravais）点阵）点阵7个晶系（表个晶系（表2-1，P40）14种空间点阵种空间点阵（布拉菲点阵）（布拉菲点阵）第5页/共83页6三、晶向指数和晶面指数三、晶向指数和晶面指数晶向晶向 空间点阵中各阵点列的方向代表晶体空间点阵中各阵点列的方向代表晶体中原子排列的方向。中原子排列的方向。晶面晶面 空间点阵中任意一组阵点的平面代空间点阵中任意一组阵点的平面代表晶体中的原子平面。表晶体中的原子平面。第6页/共83页7用用密勒（密勒（Miller）指数）指数来表示

4、晶向和晶面来表示晶向和晶面指数。指数。1、晶向指数、晶向指数确定步骤：（确定已知晶向的指数）确定步骤：（确定已知晶向的指数）建立坐标系：以待定晶向上的某一阵点建立坐标系：以待定晶向上的某一阵点为原点，晶轴为坐标轴。为原点，晶轴为坐标轴。确定坐标值：确定距原点最近的一个阵确定坐标值：确定距原点最近的一个阵点的三个坐标值。点的三个坐标值。化整并加方括号：坐标值化为最小整数化整并加方括号：坐标值化为最小整数uvw，并加括号，并加括号uvw，负号在数值上，负号在数值上方。方。第7页/共83页8特别说明：特别说明：一个晶向代表相互平行、方向一致的所有晶一个晶向代表相互平行、方向一致的所有晶向。向。两晶向

5、平行但方向相反两晶向平行但方向相反数字相同，符号相数字相同，符号相反。如反。如晶体中原子排列相同，但空间位向不同的一晶体中原子排列相同，但空间位向不同的一组晶向，称为组晶向，称为晶向族晶向族，用，用表示。表示。如立方如立方包括：包括：立方体个体对角线。立方体个体对角线。如果不是立方晶系，改变晶向指数的顺序所如果不是立方晶系，改变晶向指数的顺序所表示的晶向可能不是同等的。如：正交晶系表示的晶向可能不是同等的。如：正交晶系中中100、010、001不是等同晶向，因不是等同晶向，因abc，原子排列的情况不同，不属于同一，原子排列的情况不同，不属于同一晶向族。晶向族。第8页/共83页9、晶面指数晶面指

6、数确定步骤：（确定已知晶面的指数）确定步骤：（确定已知晶面的指数）建立坐标：以晶胞的某一阵点建立坐标：以晶胞的某一阵点O为原点，以过为原点，以过原点的晶轴为坐标轴，以点阵常数原点的晶轴为坐标轴，以点阵常数a、b、c为为三个坐标轴的长度单位。三个坐标轴的长度单位。坐标原点的选取应便于确定截距，且不能选在坐标原点的选取应便于确定截距，且不能选在待定晶面上。待定晶面上。求截距：晶面与某坐标轴平行，截距为求截距：晶面与某坐标轴平行，截距为。取倒数。取倒数。化整并加圆括号化整并加圆括号(hkl)第9页/共83页10特别说明：特别说明：(hkl)不是指一个晶面，而是代表着一组相互平行不是指一个晶面，而是代

7、表着一组相互平行的晶面。的晶面。平行晶面的面指数相同，或数字相同而正负号相反。平行晶面的面指数相同，或数字相同而正负号相反。晶体中具有相同条件（原子排列和面间距完全相同）晶体中具有相同条件（原子排列和面间距完全相同）而只是空间位向不同的各组晶面称为而只是空间位向不同的各组晶面称为晶面族晶面族，用，用hkl表示。表示。如立方晶系中：如立方晶系中：对正交晶系，对正交晶系，(100)、(010)、(001)原子排列情原子排列情况不同，晶面间距不等，不属于同一晶面族。况不同，晶面间距不等，不属于同一晶面族。立方晶系，相同指数的晶向和晶面必定相互垂直，立方晶系，相同指数的晶向和晶面必定相互垂直，如如10

8、0(100)，但不适应于其它晶系。，但不适应于其它晶系。第10页/共83页11课堂练习：课堂练习：A、写出、写出MN晶向指数晶向指数第11页/共83页12解：解：（1）选）选M点为原点，建立坐标系点为原点，建立坐标系（2）N点的坐标：点的坐标：-1/2,1/2,1（3）化整数：）化整数：-1，1，2（4）加括号：）加括号：-1 1 2第12页/共83页13B、写出、写出BCD晶面指数晶面指数第13页/共83页14解：解：（1）以）以A点为原点建坐标系点为原点建坐标系（2）求截距：）求截距：-1/2,-3/4,1（3）取倒数：）取倒数：-2，-4/3,1（4）化整数：）化整数：-6，-4，3（5

9、）加括号）加括号(-6-4 3)第14页/共83页15C、写出图示立方晶胞中晶向及晶面的指、写出图示立方晶胞中晶向及晶面的指数数第15页/共83页163、六方晶系的晶向指数和晶面指数、六方晶系的晶向指数和晶面指数(1)确定已知晶面的指数（确定已知晶面的指数（hkil）建坐标四轴坐标，坐标轴为建坐标四轴坐标，坐标轴为 a1、a2、a3 和和c，坐标原点不能位于待定晶面，坐标原点不能位于待定晶面内内求截距以晶格常数为单位，求待定晶求截距以晶格常数为单位，求待定晶面在坐标轴上的截距值面在坐标轴上的截距值取倒数将截距值取倒数取倒数将截距值取倒数化整数将截距值的倒数化为一组最小化整数将截距值的倒数化为一

10、组最小整数整数加括号（加括号（hkil），可以证明，），可以证明，i=(h+k)第16页/共83页17例题例题:第17页/共83页18课堂练习课堂练习 写出图中六方晶胞六个侧面的写出图中六方晶胞六个侧面的 Miller-Bravais指数，及其晶面族的指数指数，及其晶面族的指数第18页/共83页19(2)确定已知晶向的指数确定已知晶向的指数uvtw移步法移步法公式换算法公式换算法正射投影修正系数法正射投影修正系数法第种方法第种方法 移步法：移步法：坐标原点依次沿坐标原点依次沿 a1、a2、a3、c 轴移动到轴移动到待定晶向上的某个阵点，所移动步数即为待定晶向上的某个阵点，所移动步数即为uvtw

11、第第2种方法种方法 公式换算公式换算法：法：第19页/共83页20先用三轴坐标系标出待定晶向指数先用三轴坐标系标出待定晶向指数UVW，然后用下列公式换算成四轴坐，然后用下列公式换算成四轴坐标系标系uvtw:第20页/共83页21第种方法正射投影修正系数法：第种方法正射投影修正系数法：在四轴坐标中，从待定晶向上的某个阵点向在四轴坐标中，从待定晶向上的某个阵点向四个坐标轴作垂直投影，给四个坐标轴作垂直投影，给 C轴的投影值乘轴的投影值乘以以 3/2，再将四个投影值化为一组最小整数，再将四个投影值化为一组最小整数，即为即为 uvtw第21页/共83页22课堂练习课堂练习:写出图示六方晶胞中写出图示六

12、方晶胞中ABCDA晶面指数及其与晶面指数及其与晶胞表面交线的指数晶胞表面交线的指数第22页/共83页23解解:(1)求求ABCDA晶面指数晶面指数1)四个轴的截距为四个轴的截距为:1,-1,12)倒数倒数:1,0,-1,13)整数化整数化:(1 0-1 1)(2)BA晶向晶向:(晶向采用公式法晶向采用公式法)先求三轴坐标先求三轴坐标:1)坐标原点为坐标原点为B点点2)A的三轴投影的三轴投影:-1,-1,1UVW3)公式转成四轴公式转成四轴:-1/3,-1/3,2/3,14)整数化整数化:-1-1 2 35)AB=11-2-3第23页/共83页24(3)BC晶向晶向:先求三轴坐标先求三轴坐标:1

13、)坐标原点为坐标原点为B点点2)C点的三轴投影点的三轴投影:0,1,0UVW3)公式转成四轴公式转成四轴:-1/3,2/3,-1/3,04)整数化整数化:-1 2-10(4)CD晶向晶向:先求三轴坐标先求三轴坐标:1)坐标原点为坐标原点为C点点2)D点的三轴投影点的三轴投影:-1,0,1UVW3)公式转成四轴公式转成四轴:-2/3,1/3,1/3,14)整数化整数化:-2 1 1 3第24页/共83页25(5)DA晶向晶向:先求三轴坐标先求三轴坐标:1)坐标原点为坐标原点为D点点2)A点的三轴投影点的三轴投影:0,-2,0UVW3)公式转成四轴公式转成四轴:4/3,-8/3,4/3,04)整数

14、化整数化:4-8 4 05)化简化简:1-2 1 0第25页/共83页264、晶面间距、晶面间距（1）晶面间距晶面间距-相邻两个平行晶面之间的距离。相邻两个平行晶面之间的距离。（2）计算公式）计算公式对于各晶系的简单点阵，晶面间距对于各晶系的简单点阵，晶面间距 d hkl与与晶面指数晶面指数(hkl)和点阵常数和点阵常数(a,b,c)之间之间有如下关系：有如下关系：第26页/共83页27（3）特别说明特别说明1)应用公式的条件：各晶系中的简单点阵，如简应用公式的条件：各晶系中的简单点阵，如简单立方点阵、简单四方点阵、简单正交点单立方点阵、简单四方点阵、简单正交点 阵、阵、简单六方点阵等。简单六

15、方点阵等。2)对于非简单点阵，其某些面的面间距与简单点对于非简单点阵，其某些面的面间距与简单点阵的相同，某些却是简单点阵的分数倍。阵的相同，某些却是简单点阵的分数倍。如，对于简单立方，如，对于简单立方，d100 =a 对于面心立方，对于面心立方，d100 =a/23)较为稳妥的方法是利用下式计算：较为稳妥的方法是利用下式计算：面间距面密度体密度面间距面密度体密度如：面心立方的第27页/共83页28课后自主练习课后自主练习:1.计算体心立方晶体计算体心立方晶体 100 面间距面间距2.计算面心立方晶体计算面心立方晶体 110 面间距面间距3.计算密排六方晶体计算密排六方晶体(0001)面间距面间

16、距第28页/共83页29（4）特点）特点晶面间距越大，晶面上的原子排列越密晶面间距越大，晶面上的原子排列越密集；集；晶面间距最大的晶面通常是原子最密排晶面间距最大的晶面通常是原子最密排的晶面。的晶面。低指数的晶面间距较大。低指数的晶面间距较大。第29页/共83页305 5、晶带、晶带(1)(1)相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合，称相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合，称为为晶带晶带；此直线称；此直线称晶带轴晶带轴；同一晶带中的晶面，称；同一晶带中的晶面，称共带面共带面。晶带用晶带轴的晶向指数表示晶带用晶带轴的晶向指数表示uvw;uvw;(2)(2)晶带定律晶带定律 晶带轴晶带轴uv

17、wuvw与该晶带中任一晶面与该晶带中任一晶面(hkl)(hkl)之间均满足：之间均满足：hu+kv+lw=0 hu+kv+lw=0第30页/共83页31推论：推论：两个不平行晶面两个不平行晶面(h1k1l1)、(h2k2l2)必定必定属于同一个晶带，其晶带轴属于同一个晶带，其晶带轴uvw可由下可由下式求得：式求得：uvw=h1 k1l1 h2 k 2 l2=两不平行晶向两不平行晶向u1v1w1、u2v2w2所决所决定的晶面指数（定的晶面指数（hkl）：）：第31页/共83页32例题讲解例题讲解作图表示立方晶体的 晶面及 晶向。书上例题（P44）课后仔细阅读。第32页/共83页33金属的典型晶体

18、结构金属的典型晶体结构多晶型性多晶型性晶体的原子半径晶体的原子半径第二节 纯金属的晶体结构第33页/共83页34一、金属的典型晶体结构一、金属的典型晶体结构面心立方结构 FCC(face-centered cubic)Cu,Ni,Al,-Fe第34页/共83页35体心立方结构体心立方结构 BCC(body-centered cubic)Cr,V,-Ti,-Fe,-Fe第35页/共83页36密排六方结构密排六方结构 CPH(close-packed hexagonal)Zn,Mg,-Ti 第36页/共83页37原子密排面和密排方向原子密排面和密排方向一个晶胞中的原子数一个晶胞中的原子数原子的配位

19、数原子的配位数点阵常数点阵常数致密度致密度间隙间隙原子堆垛方式原子堆垛方式第37页/共83页381、原子最密排面和最密排方向、原子最密排面和最密排方向结构类型结构类型最密排面最密排面最密排方向最密排方向fccfcc111111bccbcc110110cphcph000100012 2、一个晶胞中的原子数、一个晶胞中的原子数、一个晶胞中的原子数、一个晶胞中的原子数fccfccbccbcccphcph4 42 26 6第38页/共83页39每个晶胞所包含的原子数每个晶胞所包含的原子数N:N=Ni+Nf/2+Nr/mNi:晶胞内原子数；晶胞内原子数；Nf:面心上的原子数；面心上的原子数；Nr:角顶上

20、的原子数；角顶上的原子数；m=8(立方晶系立方晶系)；m=6（六方晶系）（六方晶系）第39页/共83页403 3、原子的配位数、原子的配位数、原子的配位数、原子的配位数晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。fccfccbccbcccphcph12128 812124 4、点阵常数、点阵常数、点阵常数、点阵常数晶胞的棱边长度晶胞的棱边长度a a、b b、c c称为称为点阵常数点阵常数。如把原子看做半径为如把原子看做半径为r r的刚性球，则：的刚性球，则：结构类型结构类型点阵常数特征点阵常数特征点阵常数点阵常数fccfcca=b=ca=b=cb

21、ccbcca=b=ca=b=ccphcpha=bca=bc第40页/共83页41晶体中原子体积占总体积的百分数。晶体中原子体积占总体积的百分数。K=nv/Vn-晶胞中原子数；晶胞中原子数；v-一个原子的体积，一个原子的体积，v=4/3(r3)；V-晶胞的体积。晶胞的体积。5 5、致密度、致密度、致密度、致密度fccfccbccbcccphcph0.740.740.680.680.740.74第41页/共83页42若将晶体中的原子视为球形，则相互接触的若将晶体中的原子视为球形，则相互接触的最近邻原子间的空隙称为最近邻原子间的空隙称为间隙间隙。间隙内能容纳的最大刚性球的半径称为间隙内能容纳的最大刚

22、性球的半径称为间间隙半径隙半径 rB。间隙大小常用间隙半径与原子半径间隙大小常用间隙半径与原子半径 rA之比之比 rB/rA 表示。表示。6 6、间隙、间隙、间隙、间隙第42页/共83页43（1）面心立方结构晶体中的间隙）面心立方结构晶体中的间隙正八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及正八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及体心位置。一个晶胞中共有体心位置。一个晶胞中共有4个。个。rB/rA 0.414第43页/共83页44正四面体间隙：位于晶胞体对角线的四正四面体间隙：位于晶胞体对角线的四分之一处。一个晶胞中共有分之一处。一个晶胞中共有8个。个。rB/rA 0.225第44页/共83页45（2）体心立方

23、结构晶体中的间隙）体心立方结构晶体中的间隙扁八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及扁八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及面心处。一个晶胞中共有面心处。一个晶胞中共有6个。个。rB/rA 0.155第45页/共83页46四面体间隙：位于晶胞各面中线的四分四面体间隙：位于晶胞各面中线的四分之一处。一个晶胞中共有之一处。一个晶胞中共有12个。个。rB/rA 0.291第46页/共83页47（3）密排六方结构晶体中的间隙）密排六方结构晶体中的间隙正八面体间隙：一个晶胞中共有正八面体间隙：一个晶胞中共有6个。个。rB/rA 0.414第47页/共83页48正四面体间隙：一个晶胞中共有正四面体间隙：一个晶胞中共有1

24、2个。个。rB/rA 0.225第48页/共83页49第49页/共83页50原子密排面在空间沿其法线方向层层平原子密排面在空间沿其法线方向层层平行堆垛，可构成各自的晶体结构。行堆垛，可构成各自的晶体结构。7 7、原子的堆垛方式、原子的堆垛方式、原子的堆垛方式、原子的堆垛方式（1 1）fcc fcc堆垛堆垛密排面：密排面：111111ABCABCABCABCABCABC第50页/共83页51（2）cph堆垛堆垛密排面：密排面：0001ABABAB 第51页/共83页52当外界条件改变时，元素的晶体结构可当外界条件改变时，元素的晶体结构可发生转变。发生转变。Fe：小于小于912，bcc,-Fe;9

25、12-1394,fcc,-Fe;大于大于1394，bcc,-Fe;高压下（高压下（150KPa），），hcp,-Fe.二、多晶型性第52页/共83页53例题讲解例题讲解P51（见黑板）第53页/共83页54三、晶体结构中的原子半径三、晶体结构中的原子半径1、原子半径原子半径 若将晶体中的原子看成刚球，则晶体中最近若将晶体中的原子看成刚球，则晶体中最近邻的原子中心间距的一半定义为原子半径。邻的原子中心间距的一半定义为原子半径。2、影响原子半径的主要因素、影响原子半径的主要因素 原子半径并非固定不变，受温度、压力、结原子半径并非固定不变，受温度、压力、结合键、配位数以及外层电子结构等因素的影响。合

26、键、配位数以及外层电子结构等因素的影响。第54页/共83页55（1）温度与压力的影响）温度与压力的影响 一般随温度的一般随温度的 升高和压力的降低而变大。升高和压力的降低而变大。（2）结合键的影响）结合键的影响结合键增强时，原子（或离子）半径变结合键增强时，原子（或离子）半径变小。小。离子键、共价键：原子间距较小；离子键、共价键：原子间距较小；范德瓦尔斯键：原子间距最大。范德瓦尔斯键：原子间距最大。FeFeFe Fe 2+2+Fe Fe 3+3+0.124nm0.124nm0.083nm0.083nm0.067nm0.067nm第55页/共83页56（3）配位数的影响）配位数的影响原子半径随配

27、位数的降低而减少。原子半径随配位数的降低而减少。（4）原子核外层电子结构的影响）原子核外层电子结构的影响 原子半径随原子序数的递增而呈现周期原子半径随原子序数的递增而呈现周期性的变化。性的变化。第56页/共83页57第57页/共83页58黑板：黑板：例题例题1例题讲解第58页/共83页59第三节第三节 离子晶体的结构离子晶体的结构离子晶体的主要特点离子半径、配位数和负离子配位多面体离子晶体的结构规则离子晶体的典型结构第59页/共83页60一、离子晶体的主要特点一、离子晶体的主要特点 离子键结合，键合力强，高熔点，小热离子键结合，键合力强，高熔点，小热胀系数，高硬度，高脆性，绝缘性，无胀系数，高

28、硬度，高脆性，绝缘性，无色透明。色透明。二、离子半径、配位数和负离子配位多面二、离子半径、配位数和负离子配位多面体体1、离子半径离子半径 从原子核中心到其最外层电子的平衡距从原子核中心到其最外层电子的平衡距离。离。用用X射线结构分析，可测得正负离子半径射线结构分析，可测得正负离子半径之和之和 R0 =R+R-，再用鲍林公式计算出再用鲍林公式计算出R+或或R-。第60页/共83页61用鲍林（用鲍林（Pauling）法计算离子半径）法计算离子半径：单价离子半径：单价离子半径：R1=Cn/(Z-)多价离子半径：多价离子半径：Rw=R1(W)-2/(n-1)式中式中,Z 原子序数原子序数 W 离子价数

29、离子价数 屏蔽常数屏蔽常数 n 外层电子的主量子数外层电子的主量子数Cn 由由 n 决定的常数决定的常数第61页/共83页622、离子配位数离子配位数 离子周围最近邻等距离的异号离子数。离子周围最近邻等距离的异号离子数。如，如，NaCl 晶体中，晶体中，Na+的配位数为，的配位数为，Cl 的配位的配位数也为。数也为。第62页/共83页633、负离子配位多面体负离子配位多面体（1）由正离子周围最近邻等距离的负离）由正离子周围最近邻等距离的负离子所构成的多面体，正离子位于多面体子所构成的多面体，正离子位于多面体中心。中心。（2）离子晶体可以看）离子晶体可以看 成是由负离子配位成是由负离子配位 多面

30、体堆积而成。多面体堆积而成。MgOMgO晶格中的配位多面体晶格中的配位多面体镁镁氧八面体氧八面体 MgO6 MgO6 的连接方式的连接方式第63页/共83页64（3）负离子配）负离子配位多面体的形位多面体的形状状取决于正、负取决于正、负离子半径之比：离子半径之比：R+/R-第64页/共83页65三、离子晶体的结构规则三、离子晶体的结构规则 鲍林（L.Pauling）经验规则：1、鲍林第一规则：负离子配位多面体规则 离子晶体中，正离子的周围形成一个负离子配位多面体，正负离子间的平衡距离取决于离子半径之和，而正离子的配位数则取决于正负离子的半径比。第65页/共83页662、鲍林第二规则：电价规则鲍

31、林第二规则：电价规则(共用同一个顶点共用同一个顶点的多面体数目，即负离子的配位数的多面体数目，即负离子的配位数)在一个稳定的离子晶体中，每个负离子在一个稳定的离子晶体中，每个负离子的电价的电价Z-等于或接近等于与之邻接的各正离等于或接近等于与之邻接的各正离子静电键强度子静电键强度S的总和，即的总和，即 Z-=S i=(Z+/n)i 正离子的静电键强度：正离子的静电键强度：S=Z+/n Z+-正离子电荷；正离子电荷；n-正离子的配位数。正离子的配位数。在一个离子晶体中，一个负离子必定同时被在一个离子晶体中，一个负离子必定同时被一定数量的负离子配位多面体所共有。一定数量的负离子配位多面体所共有。第

32、66页/共83页67对于对于MgO:Z+=2,Z =2,n=6则，则，S=1/3,i=6即即 个个 MgO6 八面体共用一个顶点八面体共用一个顶点第67页/共83页68例题讲解例题讲解黑板：例题3第68页/共83页693、鲍林第三规则：负离子共用点、棱与面鲍林第三规则：负离子共用点、棱与面规则规则 在一配位结构中，共用棱特别是共用面在一配位结构中，共用棱特别是共用面的存在，会降低结构的稳定性。对于电的存在，会降低结构的稳定性。对于电价高、配位数低的正离子来说，这个效价高、配位数低的正离子来说，这个效应尤为显著。应尤为显著。2个多面体，中央正离子间的库仑力会随个多面体，中央正离子间的库仑力会随它

33、们间的共用顶点数的增加而激增。它们间的共用顶点数的增加而激增。第69页/共83页70四、离子晶体的典型结构四、离子晶体的典型结构1、NaCl晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例NaCl面心立方面心立方1个正离子个正离子1个负离子个负离子66八面体八面体MgO,CaO,FeO,NiO,第70页/共83页712、CsCl型型晶型晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例

34、他晶体举例CsCl简单立方简单立方1个正离子个正离子1个负离子个负离子88立方体立方体CsBr,CsI,第71页/共83页723、立方、立方ZnS（闪锌矿）晶型（闪锌矿）晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例立方立方ZnS面心立方面心立方1个正离子个正离子1个负离子个负离子44四面体四面体GaAs,AlP,第72页/共83页734、六方、六方ZnS（纤锌矿）晶型（纤锌矿）晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配

35、位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例六方六方ZnS简单六方简单六方2个正离子个正离子2个负离子个负离子44四面体四面体ZnO,SiC,第73页/共83页745、CaF2（萤石）晶型（萤石）晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例CaF2面心立方面心立方1个正离子个正离子2个负离子个负离子84立方体立方体ZrO2,ThO2,Mg2Si,CuMgSb,第74页/共83页756、TiO2（金红石）晶型（金红石）晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元正离子正离子 配

36、位数配位数负离子负离子 配位数配位数负离子配负离子配位多面体位多面体该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例TiO2体心四方体心四方1个正离子个正离子2个负离子个负离子63八面体八面体VO2,NbO2,MnO2,SnO2,PbO2,第75页/共83页76例题讲解例题讲解黑板：例题4第76页/共83页77P60 例题：例题：Al2O3的晶体结构如图所示。的晶体结构如图所示。已知已知Al 3+、O 2+的离子半径分别为的离子半径分别为0.057nm、0.132nm，试对图中的结，试对图中的结构给予解释。构给予解释。第77页/共83页78第四节第四节 共价晶体的结构共价晶体的结构共价晶体的主要特点共

37、价晶体的典型结构第78页/共83页79一、共价晶体的主要特点一、共价晶体的主要特点（1）由同种或异种非金属元素的原子以）由同种或异种非金属元素的原子以共价键结合而成共价键结合而成共价晶体共价晶体（原子晶体原子晶体）（2 2）周期表中间位置的具有）周期表中间位置的具有3 3，4 4，5 5个价个价电子的元素，获得和丢失电子的能力相电子的元素，获得和丢失电子的能力相近。形成分子或晶体时，容易以共用价近。形成分子或晶体时，容易以共用价电子形成稳定的电子满壳层的结合方式。电子形成稳定的电子满壳层的结合方式。第79页/共83页80（3）主要特点）主要特点共价键结合，键合力通常强于离子键共价键结合，键合力通常强于离子键键的饱和性和方向性，配位数低于金属键的饱和性和方向性，配位数低于金属和离子晶体和离子晶体高熔点、高硬度、高脆性、绝缘性高熔点、高硬度、高脆性、绝缘性第80页/共83页81二、共价晶体的典型结构二、共价晶体的典型结构1、金刚石晶型晶型晶型点阵类型点阵类型基元基元配位数配位数该晶型的其该晶型的其他晶体举例他晶体举例金刚石金刚石面心立方面心立方2个原子个原子4Si,Ge,Sn,Si,Ge,Sn,第81页/共83页82第82页/共83页感谢您的观看。第83页/共83页