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1、第10章晶体结构第10章SchoolofMaterialsScienceandEngineering晶体结构第10章晶体结构元素单质的晶体结构无机化合物的晶体结构SchoolofMaterialsScienceandEngineering主要教学内容第10章晶体结构晶体结构参数SchoolofMaterialsScienceandEngineering晶系空间群的国际符号晶胞参数晶胞中的分子数原子或离子的配位数原子或离子的坐标第10章晶体结构晶体结构图SchoolofMaterialsScienceandEngineering晶体结构图反
2、映质点在晶胞中的位置和分布规律有几种不同的模式:原子(离子)球体堆积(hard-spheremodel)化学键联接(ball-and-stickmodel)配位多面体(polyhedralmodel)多种方式综合第10章晶体结构SchoolofMateceandEngineeringrialsScien第10章晶体结构NaCl型结构同型结构质点种类不同,对应质点排列方式相同,称为同型结构。典型结构在若干种同型结构的晶体中选出一种命名这种结构,即为典型结构。ClNaSchoolofMaterialsScienceandEngineering典型结构第1
3、0章晶体结构10.1元素单质的晶体结构SchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构原子之间以金属键结合,结构看成是由等大球密堆积而成,原子配位数高。按金属原子堆积方式可分为:A1型:立方最紧密堆积A2型:立方体心紧密堆积A3型:六方最紧密堆积SchoolofMaterialsScienceandEngineering⑴金属单质的晶体结构第10章晶体结构①Cu型结构等轴晶系,原子呈立方最紧密堆积,属A1型。a空间群Fm3ma=0.3608nm,CN=12,Z=4。Cu坐标:0,0,0;1/2,
4、1/2,0;1/2,0,1/2;0,1/2,1/2.具有铜型结构的有Au、Ag、Pb、Ni、Co、Pt、Fe、Al、Ca、Sr等单质晶体。SchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构②α-Fe型等轴晶系,原子成立方体心紧密堆积,属A2型。SchoolofMaterialsScienceandEngineering空间群为Im3ma=0.2860nm,CN=8,Z=2Fe坐标:0,0,0;1/2,1/2,1/2属α-Fe型结构的有W、Mo、Li、Na、K、Rb、Cs、Ba等。a第10章晶体结构③Os(锇
5、)型六方晶系,原子成六方最紧密堆积,属A3型。属Os型结构的有Mg、Zn、Rh、Sc、Gd、Y、Cd等。cXYU1/21/21/2空间群为P6/mmca=0.2712nm,c=0.4314nm,CN=12,Z=2。SchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构原子之间多以共价键结合。原子配位数一般符合CN=8-N规则。N:非金属原子在元素周期表中的族数。SchoolofMaterialsScienceandEngineering⑵非金属单质的晶体结构第10章晶体结构等轴晶系。碳原子之间以共价键结
6、合,每个碳原子周围有4个碳原子,形成四面体配位。碳原子位于晶胞的角顶和面心,以及相间的4个小立方体的中心。空间群Fd3ma=0.3570nmCN=4,Z=8①金刚石型SchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构1/21/21/21/2滑移(b+c)/43/43/41/41/41/2滑移(a+c)/4金刚石型结构中的d滑移面C原子坐标:0,0,0;1/2,1/2,0;1/2,0,1/2;0,1/2,1/21/4,1/4,1/4;3/4,3/4,1/4;3/4,1/4,3/4;1/4,3/4,3/4Sc
7、hoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构②石墨(2H,C)六方晶系,层状结构,层内每个C与3个C连接,形成六方环状网层;上层六方网环的碳原子有一半对着下层六方网环的中心。层的重复规律为ABAB…..。上层(B)下层(A)c0.3355nm0.1427nm0.6708nmSchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构底层:中层:顶层:UY2H石墨的晶胞划分X1/2SchoolofMaterialsScienceandEngineering第10章晶体结构底层Sch
8、oolofMaterialsScienceandEngineeri