空间点阵原胞晶胞课件.ppt

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1、Page1§1.2密堆积配位数:在布喇菲格子中，离某一格点最近的格点，称为该格点的最近邻，由于布喇菲格子中格点相互等价，每一格点有相同的最近邻数。一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。用以描写晶体中粒子排列的紧密程度。最大配位数:密堆积所对应的配位数。密堆积:晶体中的原子（或离子）在没有其他因素（例如价键的方向性、正负离子的相间排列等）的影响下，由于彼此之间的吸引力会尽可能地靠近，以形成空间密堆积排列的稳定结构。空间堆积的致密度用空间利用率（晶胞内原子总体积占晶胞体积的百分数）表示。§1.2密堆

2、积Page3§1.2密堆积Page4§1.2密堆积Page5§1.2密堆积Page6§1.2密堆积六角密积ABAB......铍Be,Cd金属六角结构Page7立方密集按ABC型次序重复排列，就得出了另一种配位数也是12的密集结构--面心立方结构，。因此，ABCABC型密集排列又称立方密集。§1.2密堆积Page8立方密集：层的垂直方向是立方体的空间对角线。面心立方处于原点顶角处的原子正好有12个处于面心的原子在其最近邻的位置上，这12个面心正好在立方体对角线的方向形成ABC型的排列次序。铝、钙

3、、镍、贵金属以及低温下的惰性气体都具有面心立方结构。§1.2密堆积如果晶体不是由同一种原子构成，那么相应小球的体积不等，从而不可能形成密积结构，因此配位数一定小于12。考虑到周期性和对称性的特点：晶体不可能具有配位数11、10和9，所以，次一个配位数应该是8、6。配位数情况§1.2密堆积上述考虑是基于粒子间互作用为球对称的假设，如果相互作用不是球对称，则粒子根本不能看作小球，但关于配位数的概念仍然适用。此时，晶体中最高的配位数仍是12，以下的配位数依次是8、6、4、3、2。配位数是3的为层状结构

4、，而配位数是2的则为链状结构。晶体的配位数也不可能是5，则下一个配位数是4，为四面体。§1.2密堆积配位数与球半径之间的关系配位数r/R12181~0.7360.73~0.4140.41~0.2330.23~0.1620~0.16下表给出部分配位数与球半径之间的关系。配位数12配位数8配位数4配位数6配位数2配位数31、同种粒子构成的晶体同种粒子组成的晶体可用等大刚球模型来描述。一般地，刚球模型只有在一些特殊情形下才近似反映粒子的真实情况。对于金、银、铝、β-Fe等面心立方结构晶体，由于每个粒子

5、周围有12个最近邻粒子，故其配位数为12；而对于α-Fe，铬、钼、钨等体心立方结构晶体，其配位数显然为8。几种实际晶体的配位数§1.2密堆积设Se粒子处在晶胞的体心，其半径为r。Cl粒子处在立方体的8个顶角，其半径为R，且R>r。这种结构的最紧密堆积是大和小球以及大球之间相切。此时立方体的边长为空间对角线长度为若要小球与大球相切，小球的半径应等于2、不同种粒子构成的晶体氯化铯结构此时，配位数最大，等于8。§1.2密堆积时，两种球为氯化铯型；若小球r变小:小球在中心的位置不固定，结构不稳定，于是结

6、构取配位数较小的堆积，即配位数位6的堆积，此时就不是氯化铯结构型。如果小球r增大:大球将不再相切，但由于小球与大球仍相切，故结构依然稳定，配位数仍为8。所以当§1.2密堆积若氯粒子在体心，它与处于面心位置的6个钠粒子构成最近邻，如图所示。若增大6个大球的半径，直到大球R也相互相切时达到最紧堆积。氯化钠结构当处在中央的小球r与其左右上下前后的6个大球R相切时，无论大球R是否相切，结构都是稳定的，此时，配位数为6。由图可知，当NaCl型达到最紧密堆积时，有即得若6个大球的半径继续增大，当到小球r不能

7、与大球R都相切时，NaCl结构将改变。BAO§1.3布喇菲空间点阵原胞晶胞空间点阵(晶格)定义：晶体的内部结构概括为是由一些相同的点子在空间有规则地作周期性的无限分布，这些点子的总体称为点阵(晶格)。结点：代表结构中相同的位置。每个结点周围的情况都一样，即每个结点都是等价的。基元：一种或数种原子构成的基本的结构单元，结点代表基元中任意的点子，通常代表基元的重心。点阵学说概括了晶体的周期性点阵晶体结构基元§1.3布喇菲空间点阵原胞晶胞布拉菲格子（Bravaislattice）：布拉菲格子是矢量§1

8、.3布喇菲空间点阵原胞晶胞§1.3布喇菲空间点阵原胞晶胞原胞：晶体中最小的周期性重复单元，当平移布喇菲格子所有的格点，将精确地填满整个空间，没有重叠也没有遗漏。一个原胞沿三维方向的重复排列构成晶体。可分为:固体物理学原胞:只要求反映周期性的特征（即只须概括空间三个方向上的周期大小），原胞可以取最小的重复单元，结点只在顶点上，内部和面上皆不含其他结点。结晶学原胞:周期性和对称性原胞的选取是不唯一的，原则上讲只要是最小周期性单元都可以，但实际上各种晶格结构已有习惯的原胞选取方式。§1.3布喇菲空间点