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第七章 晶体结构 大部分固体物质是晶体。晶体是物质存在的一种基本形式 定义：晶体的外部多是有规则的多面体。内部结构微粒 （原子、分子、离子等）在空间有规则有周期性排 列的固体物质。 §7-1 晶体的点阵结构 §7-3 晶体结构的表达及应用 晶体学语言：晶系，空间群，晶胞参数，原子分数坐标等 化学语言：键长，键角，最小二乘平面，分子几何构型等 §7-4 晶体的X 射线衍射 X 射线的波长 0.01—100 nm 用于测定晶体结构的X—ray 的波长 0.05—0.25 nm 用X 光管在高压下加速电子,冲击Mo靶或Cu靶产生X 射线，用金属滤片或单色器——单色化。（ ） §7-5 金属晶体 金属键由数目众多的S轨道组成，每个金属原子和离子的电子 §7-5 离子晶体 由于离子键是正负离子依库仑作用而形成，所以离子键没有方向性和饱和性。离子晶体可看成由半径不同的正负离子园球相互堆积的问题。 由于负离子半径较大，可把负离子看作等径园球的密堆积，而正离子有序的填在空隙中。反之也可。 A1和A3 型最密堆积的空间利用律为74.05%. 3、A2 型密堆积：——立方I （立方体心） 配位数为8 空间占有率为68.02% 4、A4型密堆积：——正四面体堆积 配位数为4 空间占有率为34.01% 如A1型的空间占有率 如图 a 4r 空间占有率=————————=———— 晶胞内球的体积 晶胞体积 立方F 占点8×1/8+6×1/2=4 V球 V晶胞 空间占有率 二、金属原子半径：相邻两原子间的距离 如测得晶胞参数a,b,c，凡符合其某种空间点阵型式，就可算出r 如 A1型 立方F 配位数12 A2型 立方I 配位数8 A3型 六方H 配位数12 一、几种简单的结构形式： 由于离子晶体的多样性，下面归纳一些简单的结构型式及其变形。 1、NaCl型： Cl- ??? ABCABC??? A1型 Na+ ??? cabcabca??? 小a1型 属立方面心套结构 Cl- 立方F Na+ 占据八面体空隙 配位数6：6 ---Na+ ---Cl- * * 结构的周期性：每隔一定距离都能重复出现的性质。 如：NaCl a 要素：①周期性重复的内容——结构基元 ②重复周期的大小和方向。 类型：按作用力划分——离子晶体，原子晶体， 分子晶体，金属晶体，混合型晶体等。 一、晶体的通性：1、自范性：自发形成有规则的多面体外型 2、均匀性：周期组成相同，密度相同 3、各向异性：不同方向性质性质不一样 4、固定熔点：键的特点一致（m .p . 同） 5、对称性；发生X 射线衍射 二、晶体的点阵结构：由于晶体具有周期性结构，可以把结构 基元抽象成点，形成点阵，先用数学研究 1、点阵：按连接其中任意两点的向量进行平移后，均能复原 的一组点。 如 等径密置球 . . . . . . . . . a 3a 特点:①点阵是由无限多个点组成; ②每个点周围的环境相同; ③同一个方向上相邻点之间的距离一样. 晶体结构 = 点阵+结构基元 1、直线点阵：一维点阵 如：结构 点阵 结构基元： . . . a 2a 素向量：相邻两点连接的向量—— a 复向量：不相邻两点连接的向量—— ma 平移：使图形中所有的点在同一方向上移动同一 距离使之复原的操作。 平移群：包括按素向量和复向量进行所有平移操作组成的向量群 可以说，点阵是描述晶体结构的几何形式； 平移群是描述晶体结构的代数形式。 3、平面点阵：二维点阵