0474-晶体化学原理[hejizhancom].ppt

面心立方晶胞中的八面体空隙位置 面心立方晶胞中的四面体空隙位置 总结如果负离子形成fcc/ccp密堆积结构，则单胞中： 4个负离子位于: 000, ??0, 0??, ?0? 4个八面体位置: ???, 00?, ?00, 0?0 4个四面体T+位置: ???, ???, ???,??? 4个四面体T-位置: ???, ???, ???, ??? 晶胞含原子数 = 8*1/8+1=2 4r a 晶胞参数 空间利用率 ccp hcp （1）金属 金属通常以三种结构类型 (A1 或 FCC = ccp, A2 或 BCC, A3 或 HCP）中的一种结晶，A1和A3是密堆积结构。 可以描述成密堆积结构的材料 bcc 金属晶体结构的三种常见类型 A1 结构：立方最紧密堆积（FCC) Al, Cu, Ag, Au 等 A2 结构：立方体心堆积，堆积率68% Li, Na, K, Rb, Cs 等 A3 结构：六方最紧密堆积 (HCP) Be, Mg, Y, Co,Ti, Zr 等 （2）合金 合金是金属间化合物或固溶体，如同纯金属的情况一样，可以被认为是密堆积结构。 可以描述成密堆积结构的材料 （3）离子型结构 NaCl，Al2O3，Na2O，ZnO等物质的结构中，负离子比正离子稍大，其结构可以看成：负离子形成密堆积结构，而正离子填在负离子的密堆积层的空隙位置上。 可以描述成密堆积结构的材料 第一种：连续穿透两层的空隙 第二种：未连续穿透两层的空隙 第二种：未连续穿透两层的空隙 最紧密堆积的两层间存在两类不同的空隙 处于四个球包围之中的空隙：四个球中心连线刚好构成一个四面体的形状。 处于六个球包围之中的空隙：六个球中心连线刚好构成一个八面体的形状。 四面体空隙和八面体空隙 若有 n 个等大球体作最紧密堆积，就必定有 n 个八面体空隙和 2n 个四面体空隙，其中 T+和T- 各一半。 T+ T- O 八面体空隙标记为O,顶点向上和向下的四面体空隙分别标记为T+和T- 坐标 ?, ?, ? 坐标 0, ?, 0 [=1, ?, 0] 在一个由负离子组成的面心立方晶胞中，正离子所在的八面体空隙位置为立方体的体中心和立方体每条边的中心。 y 0, 0, 0 ?, ?, 0 ?, 0, ? 0, ?, ? 1. 2. 3. 4. ? , ? , ? ?, 0, 0 0, ?, 0 0, 0, ? 5. 6. 7. 8. 负离子坐标 八面体空隙位置坐标 1 2 3 4 5 6 7 8 y 面心立方晶胞中的八面体空隙位置坐标 一个FCC晶胞可分为8个小立方体，在每个小立方体的中心是一个四面体位置。 一个FCC晶胞共有8个四面体空隙位置， 在平行于x，y和z的方向上，T+ 和T-位置都是交替出现的。 x z y 3/4 , 1/4, 1/4 1/4, 3/4, 1/4 1/4, 1/4, 3/4 3/4, 3/4, 3/4 9. 10. 11. 12. 1/4 , 1/4 , 1/4 3/4, 3/4, 1/4 1/4, 3/4, 3/4 3/4, 1/4, 3/4 13. 14. 15. 16. T+位置坐标： T-位置坐标： x z 9 10 11 12 13 14 15 16 y 面心立方晶胞中的四面体空隙位置坐标 八面体空隙, 四面体T+, T-空隙位置可以被正离子部分或完全占据，从而导致不同的晶体结构。 CaF2： T+和T-位置都被占据; O位置空着 NaCl: O位置被占据； T+和T-位置都空着 立方ZnS: T+(或T-)位置被占；O, T-(或T+)空着 Li3Bi： O , T+和T-位置都被占据 典型晶体结构介绍 (1) 氯化铯结构 简单立方结构、配位数为 8 阴离子作简单立方堆积 阳离子填充在立方体空隙中 1个Cl-位于: 0, 0, 0 1个Cs+位于: 1/2, 1/2, 1/2 将晶体结构沿一个轴(例如，沿c轴)方向投影下来。 b 原点 a CsCl晶体结构投影图 包括 CsBr、CsI、TlCl、TlBr 和 TlI 等在内的一些晶体具有CsCl 型结构 CsI 是一种闪烁晶体材料。中科院上海硅酸盐所首先研制成功，并在短短一年半时间里向日本和美国出口了 16 吨。 闪烁晶体：在光或 X 射线辐射下具有很强的发光性质，可以用于探测 X 射线、? 射线、正电子和带电粒子等，在高能物理、核工业等方面具有较广泛的应用。 CsCl结构化合物的例子 * * 晶体的密度: 单位体积晶体的质量。 在已知晶体的结构类型及晶胞常数的前提下，可以计算出晶体的密度。 晶体密度，单位晶胞内容 第三部分 晶体化学原理 此处 N是 Avogadro常数。若一个单位晶胞的体积为 V，含