第3章晶体结构ppt课件.ppt

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1、第3章晶体结构3-1晶体3-2晶胞3-3点阵晶系（选学内容）3-4金属晶体3-5离子晶体3-6分子晶体与原子晶体习题第3章晶体结构本章教学要求1．建立晶胞，立方、四方、正交、单斜、三斜、六方和菱方七种布拉维晶胞的概念，晶胞参数的定义以及体心、面心和底心晶胞的概念；2．建立原子坐标、以及体心平移、面心平移和底心平移的概念；3．理解金属键理论，特别是能带理论，会用能带理论解释固体分类；4．理解金属晶体的堆积模型；5．熟悉离子的特征、离子键、晶格能；6．理解离子晶体的基本类型以及离子晶体结构模型。§3-1晶体一、晶体的宏观特征通常

2、人们说的“固体”可分为晶态和非晶态两大类。晶态物质,即晶体。单一的晶体多面体叫做单晶。有时两个体积大致相当的单晶按一定规则生长在一起，叫做双晶；许多单晶以不同取向连在一起，叫做晶簇。黄铁矿紫水晶干冰金刚石和石墨石英硫晶体的特征：有固定的几何外形、有确定的熔点、有各向异性。晶体具有规则的几何构形，这是晶体最明显的特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形上可能差别，但晶体的晶面角却不会变。晶体都有固定的熔点，玻璃在加热时却是先软化，后粘度逐渐小，最后变成液体.晶体表现各向异性，例如热、光、电、硬度等常因晶体取向不同而异。二晶体的

3、微观特征——平移对称性平移对称性：在晶体中，相隔一定距离，总有完全相同的原子排列出现。这种呈现周期性的整齐排列是单调的，不变的。晶体微观对称性(上)与它的宏观外形(下)的联系晶态与非晶态微观结构的对比晶体微观空间里的原子排列，无论近程远程，都是周期有序结构（平移对称性），而非晶态只在近程有序，远程则无序，无周期性规律。§3-2晶胞一、晶胞的基本特征晶体的解理性：用锤子轻敲具有整齐外形的晶体(如方解石)，会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行的，这种现象叫晶体的解理性。晶胞：晶格中含有晶体结构中具有代表性的最小重复单位，

4、称为单元晶胞（简称晶胞）。组成晶体的质点（分子、原子、离子）以确定位置的点在空间作有规则的排列，这些点群具有一定的几何形状，称为结晶格子（简称晶格，有的资料中称为点阵）。每个质点在晶格中所占有的位置称为晶体的结点。晶胞二、布拉维系1.晶胞参数：布拉维晶胞的边长与夹角叫晶胞参数。立方a=b=c，α=β=γ=90°(只有1个晶胞参数a是可变)四方(t)a=b≠c,α=β=γ=90°(有两个晶胞参数a和c)正交(o)a≠b≠c,α=β=γ=90°(有三个晶胞参数a﹑b和c)单斜(m)a≠b≠c,α=γ=90°,β≠90°(有4个晶

5、胞参数a﹑b﹑c和β)三斜(a)a≠b≠c,α≠β≠γ(有6个晶胞参数a、b、c、α﹑β和γ)六方(h)a=b≠c,α=β=90°,γ=120°(有2个晶胞参数a和c)菱方(R)a=b=c，α=β=γ(有2个晶胞参数a和α)2.布拉维系：7种不同特征的三维晶胞。三、晶胞中原子的坐标与计数原子坐标：通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置。晶胞中的原子坐标与计数举例四、素晶胞与复晶胞——体心晶胞﹑面心晶胞和底心晶胞素晶胞(P)：是晶体微观空间中的最小基本单元，不能再小。素晶胞中的原子集合相当于

6、晶体微观空间原子作周期性平移的最小集合，叫做结构单元。复晶胞：素晶胞的多倍体。分为：体心晶胞（2倍体），符号I；面心晶胞（4倍体），符号F；底心晶胞（2倍体），符号A(B﹑C)。晶胞：描述晶体结构的基本单元，不一定是最小单元。分为素晶胞和复晶胞。三种复晶胞的特征：(1)体心晶胞的特征：晶胞内的任一原子作体心平移[原子坐标+（1/2，1/2，1/2）]必得到与它完全相同的原子。(2)面心晶胞的特征：可作面心平移，即所有原子均可作在其原子坐标上+1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；1/2，0，1/2的平移而得到周围环境完全相

7、同的原子。(3)底心晶胞的特征：可作底心平移，即晶胞中的原子能发生如下平移：+1/2，1/2，0，称为C底心；+0，1/2，1/2，称为A底心；+1/2，0，1/2，称为B底心。五、14种布拉维点阵型式三维点阵的14种布拉维点阵型式按照晶格上质点的种类和质点间作用力的实质（化学健的键型）不同，晶体可分为四种基本类型。1.离子晶体：晶格上的结点是正、负离子。2.原子晶体；晶格上的结点是原子。3.分子晶体：晶格结点是极性分子或非极性分子。4.金属晶体：晶格上结点是金属的原子或正离子。§3-3点阵晶系（选学内容）3-3-1点阵与点

8、阵3-3-2点阵单位3-3-3点阵型式3-3-4晶系§3-4金属晶体一、金属键1.原子化热与金属键可以用原子化热衡量金属键的强度。原子化热：指1mol金属完全气化成互相远离的气态原子吸收的能量。2.电子气理论经典的金属键理论叫做电子气理论。它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大