《晶体结构》PPT课件(I)

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1、晶体结构基础知识晶体结构。晶胞。原子坐标。晶胞中原子数目或分子数的计算及与化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。原子堆积与晶胞的关系。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型，如：NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2），低温石英，金刚石，石墨，硒、冰、干冰、尿素、方解石、钙铁矿、钾、镁、铜等。竞赛大纲要求红宝石rubyAl2O3-Cr宏观晶体的形貌立方立方晶体的宏观形貌晶体的宏观对称性分析石英玻璃非晶态又称玻璃态天然石英玻璃矿物照片晶体的原子呈周期性排列非晶体的原子不呈周期性排列玻璃结构示意图BOSiM熔融态析晶硫

2、（单斜硫）S8碘I2CuSO4·5H2O凝华水溶液析晶晶体的显微照片1．晶体的基本概念晶体：内部质点有序排列，有固定的几何外形（多面体形状）和熔点，各向异性（不同方向硬度、导电性、解理性等不同），自范性（在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形）。非晶体：内部质点无序排列，无固定的几何外形和熔点，各向同性晶格：组成晶体的质点（原子、分子、离子）以确定位置的点在空间作规则的排列，这些点群具有一定的几何形状称为晶格（点阵）晶格结点：每个质点在晶格中所占有的位置晶胞：晶格中含有晶体结构中具有代表性的最小重复单位晶体与晶胞的关系可用蜂巢与

3、峰室的关系比喻然而，蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。晶胞晶胞是晶体微观结构的基本单元。晶胞晶胞是晶体结构的基本单元。晶胞具有平移性。晶胞无缝隙并置构成宏观晶体晶胞是人为划定的金属铜的晶体结构晶胞是“最小”的重复单元从晶体的微观结构中可取出最小的重复单元，它的基本特征是——顶角相同，不能再小。同一种晶体可以取不同的晶胞，但习用晶胞有规定，是平行六面体（三维）和平行四边形（二维）同一个晶体似乎也可以取不同的习用晶胞石墨的二维晶胞举例所有晶胞中的原子排列是完全相同的对于同一种形状，晶胞是体积最小的二维晶胞的五种类型“正当晶胞”是充分体现晶体微

4、观结构对称性的晶胞晶胞中的原子计数1/8¼½1CuZ=4Z晶胞中的原子数相当于化学式的倍数晶胞：晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移无隙地堆砌而成晶体。由晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示，a，b，c为六面体边长，α，β，γ分别是bc，ca,ab所组成的夹角。晶胞的两个要素：晶胞的大小与形状：ABCDEFGH晶系：根据晶轴长短和夹角的不同，晶体的分类有七大晶系(布拉维系)：棱柱体棱锥体棱柱体棱锥体立方晶系四方晶系a=b=ca=b≠cα=β=γ=90°α=β=γ=90°棱柱体棱锥体棱柱体棱锥体正交晶系六方晶系a≠b≠ca=b≠c或=cα=β=γ=

5、90°α=β=90°γ=120°单斜晶系三斜晶系三方晶系(菱方晶系)a≠b≠ca≠b≠ca=b=cα=γ=90°β≠90°α≠β≠γ≠90°α=β=γ≠90°素晶胞和复晶胞(体心、面心、底心)素晶胞体心面心底心立方晶胞中实有化学单元(原子、离子或分子)数的确定晶格点类型角顶边面心体心对一个单元晶胞的贡献1/81/41/21六方晶胞中，角顶的贡献为1/6晶胞的内容：粒子的种类，数目及它在晶胞中的相对位置（原子坐标）。按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种型式。

6、原子坐标ABCDEFGHABCDEFGH（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）（0，0，0）体心（1/2，1/2，1/2）上下面心（1/2，1/2，0）（1/2，0，1/2）左右面心（0，1/2，1/2）前后面心七大晶系14类　　空间点阵晶体的性质由晶胞的大小、形状和质点的种类（分子、原子、离子）及它们之间的作用力决定2.晶体类型（1）．金属晶体结点质点：原子或正离子质点间作用力：金属鍵通性：硬度较高；一般熔点、沸点高、低挥发性；电和热的良导体；延展性好结构特点：紧密堆积密堆积的定义密堆

7、积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种：六方密堆积(HexgonalclosePacking)；面心立方密堆积(Face-centredCubicclodePacking)；体心立方堆积(Body-centredCubicPacking)。思考：金属晶体密度＝晶胞中金属原子质量和/金属原子体积和？六方最密堆积的四面体空隙（2）．离子晶体结点

8、质点：正、负离子质点间作用力：离子鍵通性：略硬；熔点、沸点高；低挥发性；易溶于水，难溶于非极性溶剂；熔融态或水溶液能导电；热的不良导体；