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1、三、离子晶体的结构二、金属晶体的结构一、晶体点阵理论基础四、晶体结构考题例举1一、晶体点阵理论基础2由原子、分子或离子等微粒在空间方向上按一定规律、周期性重复排列所构成的固态物质。晶体的定义非晶态结构示意图晶态结构示意图3（1）晶体的特性晶体的均匀性与各向异性晶体的一些与方向无关的量（如密度、化学组成等）在各个方向上是相同的.而另外一些与方向有关的量（如电导、热导等）在各个方向上并不相同.例如,云母的传热速率,石墨的导电性能等非晶体的各种性质均具有均匀性,但与晶体的均匀性的起源并不相同,前者是等同晶胞在空间按同一方式重复排列的结果,而后者则是质
2、点的杂乱无章排列所致.1.1晶体结构的周期性与点阵理论4晶体(a)与非晶体(b)的步冷曲线晶体的固定熔点性（锐熔性）晶体具有固定的熔点,反映在步冷曲线上出现平台,而非晶体没有固定的熔点,反映在步冷曲线上不会出现平台.t/minT/Kt/minT/K(a)(b)5晶体结构=点阵+结构基元每个点阵点所代表的具体内容（包括粒子的种类、数量及其在空间的排列方式等）.按连接其中任意两点之间的向量进行平移能够复原的一组点的集合,称为点阵.点阵中的点称为(点)阵点,阵点必须是无限的.（2）晶体结构的点阵理论周期性与点阵点阵的定义结构基元(structural
3、motif)6周期性的两个要素重复的大小与方向周期性重复的内容相邻两阵点的向量a,a是这直线点阵的单位向量,其长度称为点阵参数,因是平移时阵点复原的最小距离,故a为平移素向量.直线点阵A无限阵点分布在一维直线上所形成的点阵称为直线点阵.(1)一个向量(2)按该向量的平移7结构基元与点阵点(一维）8一维周期性结构与直线点阵9如何从点阵结构中抽取点阵是从具体到抽象的过程.只有从点阵的定义出发,来判断抽出的点是否构成点阵.点阵是晶体结构周期性的几何表达.10最简单的情况是等径圆球密置层.每个球抽取为一个点.这些点即构成平面点阵.平面点阵B在二维方向上
4、排列的阵点,即为平面点阵.11选择两个相互独立（互不平行）的单位向量a和b,按这两个向量的方向将所有阵点连接起来，可将平面点阵划分为无数并置的平行四边形所构成的图形,称为平面格子.相应的平行四边形称为单位格子12实例：NaCl(100)晶面如何抽象成点阵？矩形框中内容为一个结构基元，可抽象为一个点阵点.安放点阵点的位置是任意的，但必须保持一致,这就得到点阵:13平面点阵格子的划分14a,b的选取方式不同平面格子的划分就不同当一个单位格子中只有一个阵点时,称为素单位；当一个单位格子中含有一个以上点阵点时,称为复单位平面点阵参数正当单位的划分原则：
5、1.对称性尽可能高2.含点阵点尽可能少15平面正当格子只有4种形状5种型式平面格子净含点阵点数：顶点为1/4；棱心为1/2；格内为1.16为何无正方带心格子？为何无六方带心格子？为何无一般四边形带心格子？17例2003年全国高中化学初赛试题（第六题)第六题(12分)2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O，具有…...-CoO2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O-……层状结构；在以“CoO2”为最简式表示的二维结构
6、中，钴原子和氧原子呈周期性排列，钴原子被4个氧原子包围，Co-O键等长。6—1钴原子的平均氧化态为—。(1分；不写“+”给0.5分)6—2以●代表氧原子，以 代表钴原子，画出CoO2层的结构，用虚线画出两种二维晶胞。可以参考的范例是：石墨的二维晶胞是下图中用虚线围拢的平行四边形。18参考图1图1（正确）图2（正确）图5（完全错误）图3（非正当？）图4（非正当？）19选取三个相互独立的单位向量a,b,c,可将空间点阵划分为空间格子。单位空间格子是一个平行六面体。空间点阵C向空间三维方向伸展的点阵称为空间点阵空间点阵与正当空间格子20应尽选取对称性
7、高，包含的阵点数少的平行六面体单位.按此规则划分出的格子称为正当格子.正当空间格子只有7种形状14种型式.（七个晶系、十四种空间点阵型式）划分空间格子的规则空间格子净含点阵点数：顶点为1/8（因为八格共用）棱心为1/4（因为四格共用）面心为1/2（因为二格共用）格子内为1.21立方简单(P)立方体心(I)立方面心(F)22四方体心(I)四方简单(P)六方简单(H)三方简单(R)23正交简单(P)正交面心(F)正交底心(C)正交体心(I)24三斜简单P单斜简单P单斜底心C25六方和三方的关系26从带心三方到简单三方27整个晶体就是晶胞在三维空间周
8、期性地重复排列堆砌而成.晶胞对应于正当格子只有7种形状.一定是平行六面体.晶胞及晶胞的两个基本要素晶胞的定义晶体结构的基本重复单元称为晶胞.（能够反映
