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1、§1-2常见的晶体结构及其原胞、晶胞 1)简单晶体的简单立方(simplecubic,sc) 它所构成的晶格为布喇菲格子。例如氧、硫固体。基元为单一原子结构的晶体叫简单晶体。其特点有:三个基矢互相垂直(),重复间距相等,为a,亦称晶格常数。其晶胞=原胞;体积=;配位数(第一近邻数)=6。(见图1-7) 图1-7简单立方堆积与简单立方结构单元 2)简单晶体的体心立方(body-centeredcubic,bcc),例如,Li,K,Na,Rb,Cs,αFe,Cr,Mo,W,T
2、a,Ba等。其特点有:晶胞基矢,并且,其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成:(见图1-9b) (1-2)其体积为;配位数=8;(见图1-8) 图1-8体心立方堆积与体心立方结构单元 图1-9简单立方晶胞(a)与体心立方晶胞、惯用原胞(b) 3)简单晶体的面心立方(face-centeredcubic,fcc),例如,Cu,Ag,Au,Ni,Pd,Pt,Ne
3、,Ar,Xe,Rn,Ca,Sr,Al等。晶胞基矢,并且每面中心有一格点,其原胞基矢由从一顶点指向另外三个面心点的矢量构成(见图1-10b): (1-3)其体积=;配位数=12。,(见图1-10) 图1-10面心立方结构(晶胞)(a)与面心立方惯用原胞(b) 4)NaCl结构(SodiumChloridestructure),复式面心立方(互为fcc),配位数=6(图1-11a)。 表1-1NaCl结构晶体的常数 5)CsCl结构
4、(CesuimChloridestructure),复式简单立方(互为sc),配位数=8(图1-11b)。 表1-2CsCl结构晶体的常数 图1-11NaCl结构和CsCl结构 6)金刚石结构(Diamondstructure),两套fcc格子相互沿对角线位移1/4处套合。如C(a=3.567Å),Si(5.431Å),Ge(5.657Å),Sn(6.46Å);配位数=4;原胞=fcc(布喇菲格子)+两不等价的C原子(图1-12a)。
5、 图1-12金刚石结构和闪锌矿结构 7)闪锌矿结构(CubicZincSulfidestructure),在金刚石结构中,两套不等价的格子分别由不同的原子(而非C原子)占据(图1-12b)。见下表: 表1-3闪锌矿结构物质的晶体常数 GaAs两个及晶面方向不等价,前者为As面而后者为Ga面;它们在许多物理、化学性能上都不一样,例如,腐蚀速度就不一样。 8)六角密堆积(hcp),由一层层互错的原子层堆而成,重复周期为二层:ABABABAB……;如Mg,Ce,Co,Zr,Zn,Gd,Cd,Y,Ti,
6、Be,Tl,Se,Te等。其基矢,。fcc也是一种紧密堆积,不同的是,fcc的重复周期为三层:ABCABCABCABC……。配位数=12(图1-13)。 ZnS有另一种结构,即纤维锌矿结构与hcp很相似,其中A=Zn;B=S;其配位数也是12,所不同的是,原子间距不全相等。 图1-14钙钛矿结构 9)钙钛矿(perovskitestructure)