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碱土金属的晶体结构规律
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
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