无机材料科学基础 第3章 晶体结构与晶体中的缺陷ppt课件.ppt

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1、无机材料科学基础（二）安徽建筑工业学院无机非金属材料教研室第3章晶体结构与晶体中的缺陷Chapter3CrystalStructure&CrystalDefects§3.1　典型晶体结构类型§3.1　TypicalCrystalstructure§3.2　硅酸盐晶体结构§3.2　CrystalStructureofSilicates§3.3　晶体结构缺陷§3.3　StructureDefectsofCrystal§3.1　典型晶体结构类型§3.1　TypicalCrystalstructure一、晶体结构的表示方法1、用坐标系的方法给出单位晶胞中各个质点的空间坐标（以立方ZnS晶

2、胞为例）S2-：000，01/21/2，1/201/2，1/21/20；Zn2+：1/41/43/4，1/43/41/4，3/41/4/1/4，3/43/43/4。图中数字为标高，是以投影方向的棱长为100（或1，或1000），则0为晶胞底面位置，50为晶胞的1/2标高，25和75分别是晶胞的1/4和3/4标高。这种方法描述晶体结构是最规范的，但对于复杂的晶体结构此法不方便，往往采用投影图。如图（b）是立方ZnS晶胞的投影图，相当于（a）图的俯视图。２、球体堆积方法如立方ZnS结构用S2-离子作面心密堆积，Zn2+离子填充在半数四面体空隙中来描述。对于金属晶体和一些离子晶体的结构

3、描述很有用。金属离子往往按紧密堆积排列，离子晶体中的阴离子也常按紧密堆积排列，而阳离子处于空隙之中。３、以配位多面体及其连接方式描述晶体结构如图C二、典型晶体结构类型１、金刚石金刚石的晶体结构：立方晶系、立方面心格子。碳原子位于立方面心的所有结点位置和交替分布在立方体内的四个小立方体的中心。C的配位数为4２、石墨晶体结构为立方晶系，碳原子成层状排列，同一层内的碳原子之间是共价键，而层之间的碳原子则以分子键相连。层外多余的一个电子可以在层内部移动，因而，在平行于碳原子层的方向具有良好的导电性。碳纳米管碳纳米管可视为由石墨片按不同方向卷曲而成，由单层石墨片卷曲而成的称为单壁碳纳米管(

4、Single-walledcarbonnan-otubes，简称SWNTs)，由多层石墨片卷曲而成的称为多壁碳纳米管(Multi-walledcarbonnanotubes，简称MWNTs)．单壁碳纳米管比较细，其直径大多在数纳米左右；多壁碳纳米管由几层到几十层的同心管套叠而成.碳纳米管碳纳米管类质同晶：物质结晶时，其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的配位位置，一部分被介质中性质相似的它种离子或原子占有，共同结晶成均匀的呈单一相的混合晶体，但不引起键性或晶体结构型式发生质变的现象称为类质同晶。如方解石CaCO3与菱镁矿MgCO3中Ca2+与Mg2+混晶。同质多晶：化学组成相同的

5、物质，在不同的热力学条件下结晶成结构不同的晶体的现象，称为同质多晶现象。如金刚石和石墨。３、NaCl型结构C1—离子按立方紧密堆积和Na+离子处于全部八面体空隙之中。Cl—:000，1/21/20，1/201/2，01/21/2Na+：1/21/21/2，001/2，1/200，01/20，晶体结构为立方晶系、立方面心格子。配位数都为6，Z＝4４、CsCl型结构Cs+离子的配位数是8，同样，C1—离子的配位数也是8。C1-：000，Cs+：1/21/21/2。氯化铯晶体结构为立方晶系，立方原始格子，Cl—离子处于立方原始格子的八个角顶上，Cs+位于立方体中心。５、β-ZnS(闪锌

6、矿)型结构闪锌矿晶体结构为立方晶系，立方面心格子，S2—离子位于立方面心的结点位置，而Zn2+离子交错地分布于立方体内的1／8小立方体的中心。６、α-ZnS(纤锌矿)型结构S2-:0002/31/31/2；Zn2+:00u,2/31/3(u-1/2.其中u＝0.875。图是六方ZnS的晶胞，Zn2+离子的配位数为4，S2-离子的配位数也是4。纤锌矿晶体结构为六方晶系，S2—按六方紧密堆积排列，Zn2+填于1/2四面体空隙中。７、CaF2：(萤石)型结构Ca2+：000，1/21/20，1/201/2，01/21/2；F—：1/41/41/4，3/43/41/4，3/41/43/4

7、，1/43/43/4，3/43/43/4，1/41/43/4，1/43/41/4，3/41/41/4。萤石晶体结构为立方晶系，Ca2+位于立方面心的结点位置上，F—则位于立方体内八个小立方体的中心。Ca2+的配位数为8，而F—的配位数是4。７、CaF2：(萤石)型结构７、CaF2：(萤石)型结构从配位多面体的角度看，Ca2+离子处于八个F—离子包围之中，形成［CaF８］立方体，配位立方体之间共棱连接形成整个萤石结构.７、CaF2：(萤石)型结构反萤石结构：结构与萤石完全相同，只是