FH2-2常见晶体结构课件.pptVIP

材料科学基础 Fundamentals of Materials Science 第二章 材料的结构 Material structure 第二节 常见晶体结构 第二节 常见的晶体结构 3、间隙 4、原子（离子）的配位数 与配位多面体 配位多面体 Coordination polyhedron : 晶体结构符号： 晶体结构符号 2. Pearson符号：cF4 晶系 小写字母 ＋Bravais点阵 大写字母 ＋单胞原子数 一 面心立方fcc fcc中原子排列密度 面心立方fcc的间隙 Interstice 具有fcc结构的元素 Summary 小结 二 体心立方bcc bcc间隙： 具有bcc结构的金属 小结Summary 三 密排六方 hcp 密排六方中的间隙 具有hcp结构的元素 小结 Summary fcc最密排面 111 :ABCABC…。 0、鲍林规则（离子晶体的结构规则） 莱纳斯·卡尔·鲍林Linus Carl Pauling, 1901-1994 是与20世纪同行的美国生物化学家，美国现代化学的奠基人之一，被喻为“科学怪杰”， 首次全面描述化学键的本质； 建立原子间距与键能之间的关系， ----结构化学学派。 首先用波动力学原理解释了碳的四面体配位和过渡金属的正方和八面体配位； 首先提出化学键可能有一种混合特性，即含有共价性+离子性； 第一个提出“电负性”概念，并确定了元素的电负性值； 把“共振” 术语用于化学键理论； 发现蛋白质的结构；第一个提出蛋白质分子具有螺旋状结构等。 揭示镰刀状细胞贫血症的病因； 矿物结构规则 1928年，鲍林以离子的电荷和半径为基础，假设电荷的局部中和，提出了解释硅酸盐和其它许多矿物结构的简单配位规则--鲍林规则 Pauling’s rule ，使整个化学领域有了一个理性的基础。 反对核武器/核战争, 维护世界和平 1955年，英国哲学家罗素起草了一份反对核武器的宣言，爱因斯坦\鲍林和其他几位著名的科学家签名，促成了第一次帕格沃什会议的召开，讨论了降低核战争危险的措施。 1958年，出版《不再有战争》，并将一份有9235位科学家签名的请愿书交给了联合国秘书长，强烈要求签订停止核武器试验的国际协议。 1961年，组织40位科学家，呼吁核裁军的会议，带领数百人举行了反对核战争的火炬游行。 1963年最终实现禁止大气核试验。他因此获得了诺贝尔和平奖。 桀骜不驯的个性 被怀疑倾向共产主义者，遭政治诋毁和迫害的痛苦，联邦调查局调查长达24年。 倡导大剂量服用维生素C以预防甚至治疗感冒和癌症等疾病，至今仍是医学界争论不休的话题。 嘲笑准晶体的发现者Shechtman 为“准科学家”，认为准晶其实是普通晶体按五次对称性生成的孪晶现象。 0、鲍林规则 Pauling’s rules Figure 12.1 Stable and unstable anion–cation coordination configurations. Red circles represent anions; blue circles denote cations. 2 电价规则（鲍林第二规则）： 在一个稳定的离子晶体结构中，每个负离子的电价Z-等于或接近等于与之相邻接的各正离子静电强度S 的总和。也称电价规则。S Z/n 鲍林第四规则：2种以上正负离子晶体中，高电价正离子的低配位数多面体之间，有尽量互不结合的趋势。 ！!晶体结构＝空间点阵＋结构基元 晶体结构＝点阵＋结构基元 Cs+和Cl-半径之比为0.96, Cs+和Cl- 配位数都为8。 例： CsI 具有B2（ CsCl ） 结构，若Cs 和I 的离子半径分别为0.172nm 和0.227nm，求它的致密度。 解：设点阵常数为a，体对角线的长度是一个Cs + 和一个I- 的离子半径之和的2倍： 小结：晶体结构描述的三种方法 1、坐标系方法：各质点的空间坐标。 此方法最规范。 缺点是对稍复杂的晶体结构不直观。 3、CaF2型结构 结构基元：CaF2 CaF2配位数： 4、闪锌矿型（β-ZnS）结构 5、纤锌矿型（α-ZnS）结构 Zn及S各自构成hcp点阵，两个点阵沿c轴错开3c/8。 结构基元：2个锌原子和2个硫原子，4个原子。 AlN，BeO，CdS，CdSe，CuH，InSb，ZnO 从几何关系可知： A、B离子的价数不局限于二价和四价， 钙钛矿结构在电子材料中十分重要； 晶格畸变—偶极矩—自发极化— 随压力/电场而变。 一系列具有铁电性质的晶体都属于这类结构。 介电晶体： 钛酸钡 BaTiO3 PbTiO3、SrTiO3等。 锆酸铅 PbZrO3 铌酸锂 LiNbO3 钽酸锂