第九讲 晶体化学基础.ppt

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第九讲 晶体化学基础

第九章 晶体化学基础;1 晶 体; 2 晶 胞 晶胞是晶体的代表,是晶体中的最小单位。完全等同的晶胞无隙并置起来,则得到晶体。; ; a = b = c , ? = ? = ? = 90° 立方晶系 ; a = b ≠ c , ? = ? = ? = 90° 四方晶系 ; a ≠ b ≠ c ,? = ? = ? = 90° 正交晶系 。; 金属晶体的密堆积结构;1; 下图是此种六方 紧密堆积的前视图; 第三层的另一种排列方式,是将球对准第一层的 2,4,6 位,不同于 AB 两层的位置,这是 C 层。;1;; 这两种堆积都是最紧密堆积,空间利用率为 74.05%。; 晶体之所以具有规则的几何外形,是因其内部的质点作规则的排列,实际上是晶体中最基本的结构单元重复出现的结果。;体心:;面心:;棱边:;顶点:;立方晶胞;例:;A;;A;B; 5、金属晶体的结构 等径圆球堆积模型: (1)简单立方堆积 ;(2)体心立方堆积(bcc ,A2) ;* ;(3)面心立方堆积(fcc ,A1) ;;* ;(4)六方堆积(hcp, A3) ;平行六面体的底是个平行四边形,各边为a=2R, 平行四边形的面积 平行六面体的高;* ;(5)金刚石型堆积(A4) ;固体; 一 金属键的电子气理论 金属键的形象说法是,失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中。 金属离子通过吸引自由电子联系在一起,形成金属晶体 。这就是金属键。 ; 例如 Na Al 原子化热 108.4 kJ?mol-1 326.4 kJ?mol-1 m.p. 97.5℃ 660 ℃ b.p. 880 ℃ 1800 ℃; 三 金属键的能带理论; Na 晶体中,n 个 3s 轨道组成 n 条分子轨道。这 n 条分子轨道之间能量差小,电子跃迁所需能量小。这些能量相近的能级组成能带。 能带的能量范围很宽,有时可达数百 kJ?mol-1。 ; 从满带顶到导带底 ( 或空带底 )的能量间隔很大,电子跃迁困难。 这个能量间隔称为禁带。; 2 金属的物理性质 1°导电性 导体的能带有两种情形,一种是有导带,另一种是满带和空带有部分重叠,如 Be ,也相当于有导带。电子可以在导带中跃迁,进入空轨道中,故 金属铍导电。; 2°其它物理性质 金属光泽 电子在能带中跃迁,能量变化的覆盖范围相当广泛。放出各种波长的光,故大多数金属呈银白色。 ; 5 离 子 晶 体 离子 1. 离子的电荷:原子在形成离子化合物过程中,失去或得到的电子数 2.离子的电子构型 简单负离子一般最外层具有稳定的8电子构型。 正离子:2电子构型 Li+ Be2+ 8电子构型 Na+ K+ Ca2+ 18电子构型 Cu+、 Ag+、 Zn2+ 、 Cd2+、 Hg2+

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