材料化学2.2 - 晶体材料的结构ppt课件.ppt

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1、12.3.1金属晶体2.3.2离子晶体2.3.3硅酸盐结构2.3.4共价晶体2.3晶体材料的结构Chapter2StructureofMaterials2金属材料合金多晶体、固溶体、金属间化合物、中间相等金属单质金属晶体2.3.1金属晶体Chapter2StructureofMaterials3A1型最密堆积（面心立方）和A3型最密堆积（六方）A2型密堆积（体心立方）金属晶体的堆积模型：具有较高配位数的紧密型堆积Chapter2StructureofMaterials4bccfcchcp演示Chapter2StructureofMaterials5配位数Coordination

2、Number(CN)5金属晶体的结构Chapter2StructureofMaterials密堆系数AtomicPackingFactor晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子数晶胞原子个数单个晶胞所含的原子数n6(1)bcc（1）bccbody-centeredcubicstructure碱金属、α-Fe、难熔金属（V，Nb，Ta，Cr，Mo，W）等Chapter2StructureofMaterials7a：晶格单位长度R：原子半径单位晶胞原子数n=2Chapter2StructureofMaterials配位数CN=88(2)fcc（2）fccface-centere

3、dcubicstructureAl，Ni，Pb，Pd，Pt，贵金属以及奥氏体不锈钢等Chapter2StructureofMaterials9fccn=4Chapter2StructureofMaterialsCN=1210(3)hcp（3）hcphexagonalclose-packedstructureα-Ti，α-Co，α-Zr，Zn，Mg等Chapter2StructureofMaterials11hcpn=6Chapter2StructureofMaterialsCN=1212Geometryparameters表2-7.常见晶体结构的几何参数StructureCNn

4、ξbcc820.68fcc1240.74hcp1260.74Chapter2StructureofMaterials132.3.2.2Inorganicnonmetalliccrystalmaterials2.3.2离子晶体离子键：无方向性，也无饱和性离子晶体：紧密堆积结构限制：（1）正负离子半径不等；（2）同号之间排斥Chapter2StructureofMaterials2.3.2.1离子晶体结构与鲍林规则（Pauling’sRules）鲍林第一规则──在离子晶体中,往往负离子作紧密堆积，正离子充填于负离子形成的配位多面体空隙中。正负离子半径之和等于平衡距离。正离子的配位

5、数取决于离子半径比。（a）稳定结构（b）稳定结构（c）不稳定结构14Chapter2StructureofMaterials正负离子半径比配位数堆积结构<0.15520.155～0.22530.225～0.41440.414～0.73260.732～1.0008~1.0001215正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系Chapter2StructureofMaterials16负离子八面体空隙容纳正离子时的半径比计算Chapter2StructureofMaterials例：已知K+和Cl-的半径分别为0.133nm和0.181nm，试分析KCl的晶体结构，并计算堆积系数

6、。解：晶体结构：因为r+/r-=0.133/0.181=0.735，其值处于0.732和1.000之间，所以正离子配位数应为8，处于负离子立方体的中心（见表2-6）。也就是属于下面提到的CsCl型结构。堆积系数计算：每个晶胞含有一个正离子和一个负离子Cl-，晶格参数a0可通过如下计算得到：a0=2r++2r-=2(0.133)+2(0.181)=0.628nma0=0.363nm2r++2r-17Chapter2StructureofMaterials静电键强（bondstrength）：正离子的形式电荷与其配位数的比值。为保持电中性，负离子所获得的总键强应与负离子的电荷数相等

7、。例：在CaTiO3结构中，Ca2+、Ti4+、O2-离子的配位数分别为12、6、6。O2-离子的配位多面体是[OCa4Ti2]，则O2-离子的电荷数为4个2/12与2个4/6之和即等于2，与O2-离子的电价相等，故晶体结构是稳定的。18鲍林第二规则——在离子的堆积结构中必须保持局域的电中性。(Localelectricalneutralityismaintained)Chapter2StructureofMaterials19鲍林第三规则——稳定结构倾向于共顶连接(Corners,rath