《晶体化学原理》PPT课件

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1、晶体的密度:单位体积晶体的质量。在已知晶体的结构类型及晶胞常数的前提下，可以计算出晶体的密度。晶体密度，单位晶胞内容第三部分晶体化学原理此处N是Avogadro常数。若一个单位晶胞的体积为V，含Z个式单位，则V=一个式单位的体积Z从而D=——=————=———————体积质量式量摩尔体积式单位体积NFW晶体密度为D，则:D=————VNFWZV的单位通常是Å3，必须乘以10-24，以得出密度的常用单位:克/立方厘米。代入Avogadro常数=6.023X1023后，上式简化为：D=————VNFWZD=————————VF

2、WZ1.66Z=(Al,Cu,Au,Ni)原子沿面对角线接触:例：Cu面心立方结构原子量=63.5g/mol原子半径=1.28Å计算其密度?(8x1/8)+(6x½)=4ar24=ra22==3.62Å单胞体积=a3=47.45Å363.5X4X102447.45X6.023X1023=8.88g/cm3=(实测密度=8.94g/cm3)D=————VNFWZrra2/2在确定单位晶胞容量Z值时，常常产生混乱。这是因为位于顶角、棱边或单胞面上的原子或离子是与相邻的晶胞共用的，这一点必须考虑到。18原子12原子原子位于：与相邻

3、的单胞共用:每个原子算作:顶角8单胞1/8面心2单胞1/2体心1单胞1棱中心4单胞1/4点阵类型单胞容量Z=P1[=8x1/8]I2[=(8x1/8)+(1x1)]F4[=(8x1/8)+(6x1/2)]C2[=(8x1/8)+(2x1/2)]例1：简单立方结构顶角上的原子:(81/8)=1单位晶胞容量：Z=1例2：-Fe,体心立方结构顶角上的Fe:(81/8)=1体心的Fe:(11)=1单位晶胞容量：Z=1+1=2(Fe)例3：NaCl，面心立方结构顶角上的Cl-:(81/8)=1面心Cl-:(61/2)=3棱中心上的N

4、a+:(121/4)=3体心的Na+:(11)=1单胞容量：Z=4(Na+Cl-)Cl-Na+问题:C60为面心立方(FCC=FaceCenteredCubic)结构,单胞中有多少C原子?现实生活中的一个密堆积的例子密堆积原理177问题：在下列正方形中能放进多少球？答案:方式A=52+8/2球方式B=49球结论：六角形的堆积方式更有效。问题：在下列正方形中能放进多少球？方式A(密堆积方式)：每个球X,被6个球Y包围,每个球的配位数=6,形成密堆积层。方式B(正方型堆积方式)：每个球X，被4个球Y包围，配位数=4，不是密堆积层。密堆

5、积方式正方型堆积方式在二维空间有两种堆积球的方式：对于正方型堆积方式,如果第二层中的每个球正好放在第一层中每个球的正上方，就得到简单立方晶胞。简单立方晶胞正方型堆积由正方型堆积方式产生的结构1--简单立方如果第二层中的每个球正好放在第一层中四个球之间的凹陷处，第三层中的每个球放在第一层中每个球的正上方，就得到体心立方晶胞。正方型堆积体心立方晶胞正方型堆积方式产生的结构2--体心立方AAAAAAAAAAAAABBBBBBBCCCCCCC在三维空间中，两个密堆积层,使其接触的最有效方式是把一层中的每个球放在另一层中三个球之间的凹陷处，例如

6、放在图中的B或C处。由密堆积方式产生的结构----六方密堆积和立方密堆积结构BBBBBBBBBBBBBBCCCCCCC第二层中的原子可以占据B或C位置，但两者不能都被占，也不能被混合占据。假定B位置被占，则如下图：BBBBBBBABCABCABCABCABC…BBBBBBBCCCCCCC第三层想要加到前两层上，有两种方式：球占据新的位置C（方式1）或A（方式2）如果第三层放在C处，那么所有三层彼此错开，给出：…ABCABCABC…序列，这叫做立方密堆积(ccp=CubicClosedPacking)。如果第三层放在A处，那么它正好在A

7、层的上方。当其后的层依次加上，得到以下顺序：…ABABAB…这叫做六方密堆积(hcp=HexagonalClosedPacking)。AAAAAAAAAAAAABBBBBBBCCCCCCC六方密堆积的第一层CCCCCCCABABABABAB…OrACACACACAC...BBBBBBB六方密堆积的第二层BBBBBBBCCCCCCCABABABABAB…OrACACACACAC...六方密堆积的第三层在密堆积结构中每个球与12个其它球接触，每个球的配位数=12。其中6个球与中心球共平面,三个球在平面之上,三个球在平面之下；hcp和ccp

8、的不同仅在这两组三个相邻球的相对取向不同。ABACBA六方密堆积立方密堆积从立方密堆积排列的结构中可以抽出面心立方(fcc)晶胞来。密堆积层是平行于fcc晶胞的111面。将密堆积层按ABC方式加上形成立方密堆积排列