物质结构基础教学教材.ppt

《物质结构基础教学教材.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、物质结构基础2021/7/31第七章物质结构基础22021/7/31第七章物质结构基础3晶体由在空间排列得很有规则的结构单元(可以是离子、原子或分子等)组成。晶格晶体中具体的结构单元抽象为几何学上的点(称结点)，把它们连接起来，构成的不同形状的空间网格。晶格中的格子都是六面体。晶胞将晶体结构截裁成一个个彼此互相并置而且等同的平行六面体的最基本单元，这些基本单元就是晶胞。2021/7/31第七章物质结构基础4无隙并置平行六面体2021/7/31第七章物质结构基础5晶胞是晶格的最小基本单位。晶胞是一个平行六面体。同一晶体中其相互

2、平行的面上结构单元的种类、数目、位置和方向相同。但晶胞的三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直，晶胞的形状和大小用晶胞参数表示，即用晶胞三个边的长度a、b、c和三个边之间的夹角、、表示。晶胞在三维空间无间隙地堆砌构成了晶体。晶胞参数晶系晶胞类型实例立方晶系a=b=c===90NaCl,CaF2,金属Cu四方晶系a=bc===90ºSnO2,TiO2,金属Sn六方晶系a=bc==90,=120AgI,石英(SiO2)菱形晶系a=b=c==90<120方解石(CaCO3),Al2O

3、3斜方晶系abc===90NaNO2,MgSiO4,斜方硫单斜晶系abc==90,>90KClO3,KNO2,单斜硫三斜晶系abcCuSO45H2O,K2Cr2O7,高岭土2021/7/31第七章物质结构基础62.晶体的分类按晶体的对称性分类按结构单元间作用力分类2021/7/31第七章物质结构基础7晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体结构单元正负离子原子分子原子离子(自由电子)极性非极性作用力离子键共价键(氢键)分子间力金属键m.p.高很高低极低高低均有硬度高很高软很软高低均有

4、机械加工性差(易碎)较差脆很脆好导电性熔融及溶于水导电非导体(单晶硅等为半导体)溶于极性溶剂导电非导体良导体溶解性溶于极性溶剂(U太大难溶)不溶相似相溶不溶，活泼金属与水反应，钠钾等溶于汞(汞齐)2021/7/31第七章物质结构基础8109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键7.5.2金属晶体2021/7/31第七章物质结构基础9金属晶体的特性元素周期表的一百多种元素中金属元素~80%。常温下除Hg为液体其余全为晶体。金属都具有金属光泽，有良好的导电、导热性和机械加工性。金属晶体中晶胞的结构单元上排列着的是中性原子或金属正离

5、子，结构单元间靠金属键相结合。金属原子由于价电子较少，因而在金属晶体中尽可能采取紧密堆积的形式得到较多相邻原子，以使原子轨道发生尽可能多的重叠。大多数金属晶体的配位数(相邻原子数)为8或12，常见的金属晶格是配位数为8的体心立方，配位数为12的面心立方与六方紧密堆积形式。2021/7/31第七章物质结构基础10金属晶体的密堆积非密置层密置层1234123456哪种排列方式圆球空间利用率高？a.体心立方密堆积2021/7/31第七章物质结构基础11体心立方密堆积由非密置层一层一层堆积而成b.面心立方密堆积c.六方密堆积ABC

6、ABC…型ABAB…型2021/7/31第七章物质结构基础12密置层A123456123456密置层AB123456123456密置层ABA密置层ABC2021/7/31第七章物质结构基础13b.面心立方密堆积ABCABC…型c.六方密堆积ABAB…型2.金属键理论2021/7/31第七章物质结构基础14能带理论是在分子轨道理论基础上发展起来的现代金属键理论。空轨道满轨道2021/7/31第七章物质结构基础15满带由已充满电子的轨道组成的低能量能带；导带由未充满电子的轨道所形成的能带，也叫价带；空带高能量没有填充电子的空轨道

7、组成的能带；禁带满带与导带间电子不允许存在的能量间隔区域。n个Li原子的能带满带禁带导带Li2分子的分子轨道1s1s2s2sn个2s轨道n个1s轨道E2021/7/31第七章物质结构基础16能带重叠与禁带消失一些金属原子的原子轨道能量很接近，如Be的2s、2p，Mg的3s、3p轨道，在形成能带时s能带与p能带发生重叠，称能带重叠。能带重叠的结果使s与p能带间的禁带消失，成为一个能带。应用根据能带结构状况通常固体物质可分为导体、绝

8、缘体和半导体。Eq0.81018Ja.导体其能带特征是价带是导带；b.绝缘体其能带特征是价带是满带，与能量最低的空带之间有较宽的禁带，能隙Eq0.801018J，在一般外电场作用下，不能将价带的电子激发到空带上去，从而不能使电子定向运动，即不能导电。如金刚石，sp3杂化，成键轨