碱土金属的晶体结构规律.PDF

碱土金属的晶体结构规律 碱 土 金 属 的 晶 体 结 构 规 律 叶钦达 陆星宇 林亮 周霄 魏俊年 摘要： 在周期表中，大多数金属单质晶体以 fcc,bcc,hcp 三种结构中的某种形式存在，只有 碱土金属一族同时拥有了这三种结构。对于这个问题的解释，直到近代的能带计算采用建立 在密度泛函理论基础之上的局域密度近似方法，才得到较为合理的回答。但其算法仅是通过 拟合得到的近似结果，并没有从物理意义上给出简单清晰的解释。本文从碱土金属的能带理 论计算开始，从原子轨道理论给出了碱土金属一族晶体结构变化的定性解释 。 关键字：局域密度近似法 muffin-tin 近似法 原子轨道 角度分布 1. 碱土金属晶体结构 表 1-1 列出 74 种金属单质的结构型式，在金属单质中，由于温度和压力等外界条件的 改变，可能出现多种同素异构体，但表中只列出室温下能相对稳定存在的晶型，表中每个元 簇符号下面注明金属结构型式。 表 1-1 金属单质的结构型式 Li Be A2 A3 Na Mg Al A2 A3 A1 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge A2 A1 A3 A3 A2 A2 A12 A2 A3 A1 A1 A3 A11 A4 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb A2 A1 A3 A3 A2 A2 A3 A3 A1 A1 A1 A3 A6 A4 A7 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi * A2 A2 A3 A3 A2 A2 A3 A3 A1 A1 A1 A10 A3 A1 A7 镧 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu * * * * 系 A1 A3 A3 A3 A3 A2 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A1 A3 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Ra 系 A1 A1 A6 O-4 O-8 M-16 A3* * * A3 A3 A2