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《中山大学无机化学精品课程 第8章 晶体结构ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第8章晶体结构固体solids无定形体:玻璃、沥青、石蜡……8.1晶体的特征8.2晶体的基本类型及其结构8.3离子的极化8.1晶体的特征一、宏观特征（一）规则外形（指天然或从溶液中生长的晶体，未经人工加工）；（二）固定熔点；（三）各向异性：导热、导电、膨胀系数、折射率等物理性质。作为对比：无定形体（玻璃、沥青、石蜡等）冷却凝固时无规则外形、无固定熔点、物理性质是各向同性。8.1晶体的特征(续)二、结构特征（微观）晶体夹角守恒定律：一个确定的晶体的表面夹角（，，，简称晶角）保持不变，不管其形成条件和宏观外形是否有缺陷。晶胞参数(点
2、阵常数):(教材p.208图9-1)3个边长（a，b，c)3个晶面夹角（，，):b、c边夹角；:a、c边夹角；:a、b边夹角三、晶体7个晶系和14种晶格（点阵）按晶体对称性划分，把晶体分为7个晶系，每个晶系又分为若干种晶格，共14种晶格。教材P.209,表9.1(补充“晶格”一栏)：晶系晶格（Bravias点阵，教材p.210图9-4）立方3（简单，体心，面心立方）四方2（四方，四方体心）正交4（正交，正交体心，正交底心，正交面心）单斜2（单斜，单斜底心）三斜1六方1三方1小计：714（金属晶体分属立方、六方2个晶系，共4
3、种晶格：简单，体心，面心立方，六方）7个晶系和14种晶格（点阵）立方四方正交六方三方(右)单斜三斜7个晶系简单立方四方正交三方7个晶系(续)单斜三斜六方四、晶体的内部结构（一）晶格（Crystallattice）（几何概念）——指组成晶体的质点（原子、分子、离子、原子团等）在空间作有规则的周期性排列所组成的格子。共14种晶格（见上），分属于7个晶系。（二）晶胞（Cell）——能表达晶体结构的最小重复单位。换言之：胞晶在三维空间有规则地重复排列组成了晶体。（三）结点——即晶格结构中固定的点。五、晶体结构的实验测定:X-射线衍射分析(原理
4、见:教材p.211)SirWilliam(Henry)Bragg1915NobelPrizeinPhysics晶体XRD衍射测定示意图从DNA晶体的XRD衍射条纹推断出DNA的双螺旋结构(1950年代初)8.2晶体的基本类型及其结构按占据晶格结点在质点种类及质点互相间作用力划分为4类。晶格类型例占据结点的质点质点间作用力金属晶体Na,Fe金属原子、阳离子金属键（不含自由电子）离子晶体NaCl,CaF2阴离子、阳离子离子键原子晶体金刚石,Si,SiC原子共价键分子晶体N2,H2O,CO2分子范德华力(可能有氢键)一、金属晶体表9-1金属
5、晶体的4种晶格（教材p.213-215）金属原子堆积方式晶格类型C.N.（配位数）空间利用率/%实例（教材p.215表9-2）简单立方堆积（scp）A.A简单立方（个别）652-Po钋（极少）体心立方堆积（bcp）AB.AB体心立方（少）868Li,Na,K,Rb,Cs,V,Nb,Ta,Cr,Mn,Fe…面心立方密堆积（fcp）ABC.ABC面心立方（50多种金属）1274Ca,Sr,Ba,Pt,Pd,Cu,Ag…六方密堆积（hcp）AB.AB六方（多）1274Be,Mg,Sc,Ti,Zn,Cd…一、金属晶体（续）（一）堆积方式简单
6、立方堆积：A.A体心立方堆积:AB.AB(正方形)面心立方密堆积:ABC.ABC六方密堆积：AB.ABA层六角形，B层三角形，不同于体心立方堆积中的正方形。简单立方堆积体心立方堆积A.AAB.AB(正方形)面心立方密堆积(fcp)ABC-ABC排列堆积六方密堆积：AB-AB排列堆积A层六角形，B层三角形，不同于体心立方堆积中的正方形（教材p.213,图9-10）。 A层与B层之间存在两种类型的空隙，即四面体空隙及八面体空隙。简单立方（左）和体心立方（右）解剖图面心立方解剖图水果排列AB-AB（二）空间利用率计算例1：求面心立方晶胞的空
7、间利用率（二）空间利用率计算（续）例2：体心立方晶胞中金属原子的空间利用率计算(教材p.213,图9-10)空间利用率=晶胞含有原子的体积/晶胞体积100%（1）计算每个晶胞含有几个原子:1+8×1/8=2体心立方晶胞：中心有1个原子，8个顶点各1个原子，每个原子被8个晶胞共享。（二）空间利用率计算（续）（2）原子半径r与晶胞边长a的关系：勾股定理：2a2+a2=(4r)2底面对角线平方垂直边长平方斜边平方得：（二）空间利用率计算（续）（3）空间利用率=晶胞含有原子的体积/晶胞体积100%=（三）金属晶体特点多数采面心立方或六
8、方密堆积，配位数高（12）、熔、沸点高。少数例外：Na、K、Hg。二、离子晶体（一）离子晶体的基本特征1.占据晶格结点的质点：正、负离子；质点间互相作用力：静电引力（离子键）2.整个晶体的无限分子：NaCl、CaF2、K
