典型晶体结构.ppt

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1、第二章典型晶体结构坐标系表示法:给出单位晶胞中各粒子的空间坐标----等效点系球体紧密堆积法:一种粒子按某种紧密堆积法堆积,其余粒子进入该种粒子形成的空隙中.配位多面体连接法:一种粒子和其配位粒子形成多面体,多面体在按共点,共棱,共面的方式相连.表示晶体的常见方法32021/7/292.1AX型代表：NaCl型、CsCl型、立方ZnS、六方ZnS等1）.NaCl型立方面心格子a＝0.563nm，r＋/r－＝0.639；CN＝6Cl－面心立方密堆积，Na＋填充全部八面体空隙/由Na＋和Cl－个一套面心立方格子沿晶轴方向平移1a/2

2、穿插形成Eg.：MgO，CaO，FeO42021/7/29NaCl型晶体结构ABBBCCCCCC52021/7/292）.CsCl晶体结构立方原始格子Cl－位于顶角Cs+位于中心CN＝8，晶报分子数1看作：由Cs+和Cl－各对应一套立方原始格子沿体对角线方向相套而成62021/7/293）.闪锌矿ZnS结构（立方－ZnS）ZnS两种变体：立方结构、六方结构R+/R-~0.225～0.414；CN＝4一般共价键强的化合物倾向形成立方ZnS结构（ZnSe、BeS）；氧化物倾向形成六方ZnS结构（ZnO、BeO）72021/7/29立方

3、ZnS立方晶系（β－ZnS）闪锌矿a＝0.540nm，晶胞分子数＝4可看作：Zn和S各对应一套面心立方格子沿体对角方向相互穿叉，位移a/482021/7/29堆积方式：S2－面心体方排列，Zn2＋填充1/2四面体空隙之中（类似于金刚石结构），4个Zn2＋分别交叉地分布于4条体对角线的1/4和3/4处按离子晶体规律：ZnSr＋/r－＝0.436，CN应=6，但实际CN＝4，原因：S2－半径大，易变形，极化使Zn-S键具有相当程度共价键成分102021/7/294.）六方ZnS（纤锌矿）型六方堆积：ABAB………112021/7/29

4、纤锌矿ZnS型α－ZnS六方晶系a＝0.382nm，c＝0.625nm六方原始格子Zn、S各一套穿插而成晶胞分子数为2S2－构成六方密堆积Zn2＋填充1/2四面体空隙122021/7/29纤锌矿和闪锌矿：均由[ZnS]四面体单元构成，只是纤锌矿四面体层配置为ABAB，而闪锌矿四面体层配置为ABCABC堆积两种ZnS结构：[ZnS]四面体堆积方式不同六方ZnS中：R+/R-=0.436，极化造成一定共价成分，CN不为6，CN＝4132021/7/292.2.AX2型结构1).萤石结构CaF2立方晶系：a＝0.545nmr＋/r－＝0

5、.975CN（Ca2＋）＝8面心立方格子Ca2＋一套，F－两套穿插而成可看成：Ca2＋按面心立方密堆积，F－填充全部四面体空隙立方体晶胞共棱连接一半立方体空隙未填充142021/7/29结构较为开放：Ca2＋尺寸与F-相近，故Ca2＋被撑开，空隙较大，且Ca2＋数目比F-少一半，Ca2＋与空隙交错排列，故晶胞中心孔隙很大代表物质：ZrO2，CeO2等键力强，熔点均较高反萤石结构：阳离子、阴离子位置与萤石型结构完全相反如：Li2O，Na2O等152021/7/29反萤石结构键力较弱，结构松弛，熔点较低结构和性质的关系：萤石（反萤石）

6、结构：晶胞中均有较大空隙未填满，{111}面网上存在毗邻同号离子层静电斥力→八面体解理空隙有利于离子迁移CeO2等材料可作为高温燃料电池中构成离子导电通路的新型固体电介质材料172021/7/292）.金红石TiO2结构TiO2的三种晶型：板钛矿、锐钛矿和金红石四方晶系，a＝0.459，c＝0.296nmR＋/R-=0.522，CN（Ti4＋）＝6，钛填充八面体空隙，形成[TiO6]八面体O2－近似作六方密堆积，Ti4+位于1/2八面体空隙之中晶胞分子数2代表物质：GeO2，PbO等最稳定TiO182021/7/29TiO金红石晶

7、胞CN(O)＝3，每个O同时被3个[TiO6]八面体共用，相邻八面体共棱形成长链，链与链之间[TiO6]以共顶连接形成三维骨架202021/7/292.3.ABO3型晶体结构钙钛矿结构(CaTiO3)正交晶系和立方晶系两种变体;立方钙钛矿O2-和Ca2＋半径相似，共同构成面心立方堆积，Ca2＋占据顶角，O2－占据面心，Ti4＋填充1/4[TiO6]八面体空隙Ti4+，CN＝6；Ca2＋,CN＝12晶胞分子数1212021/7/29钙钛矿型晶体结构Ca2＋占据顶角，O2－占据面心，Ti4＋位于晶胞中心Ca2＋Ti4＋O2－Ca2＋C

8、N＝12情况222021/7/29TiO八面体共顶形成三维网络232021/7/292.3.1.钙钛矿结构的演变钙钛矿晶胞原子位移、替代100多种变体压电材料Pb(Zr,Ti)O3电致伸缩材料Pb(Mg,Nb)O3磁阻材料(La,Ca)MnO钙钛矿