几种常见的晶体结构.ppt

A3：以金属铋为代表的密堆六方结构hcp。 惯用晶胞 hcp 结构原胞中原子坐标： 点群符号： 空间群符号： hcp理想的密排比是： 最近邻12，但 6个近邻稍近一点，6个稍远。 具有hcp结构的元素晶体有：Be,Mg,Sc,Y,Ti,Zr,Zn,Cd 和大多数稀土金属Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu A4：金刚石结构（Diamond) 金刚石晶胞中的原子位置, 有两种不同晶格位置。 即基元包含2个原子，各自形成面心立方点阵，沿体对角线移动四分之一叠加而成。但每个原子都处在同种原子的四面体中，所以具有这种结构的晶体，其原子是共价键结合。Kittel p13 金刚石结构点群符号： 空间群符号： 具有相同结构的元素晶体有：C:a=3.567 Si:a=5.430; Ge:a=5.658; （灰锡）:a=6.49。 金刚石拥有四面体型成键特征，每个原子有4个最近邻和12个次近邻。金刚石结构是比较空的，在总体积中，已被硬球填充的最大比率只有0.34，远低于密堆积结构的填充率0.74。它是周期表中第Ⅳ族元素具有方向性共价键结合的典型例证。 不同立方结构中，按刚性球形原子模型计算出所占总体积的比例： B1：NaCl型结构，前面已讲，从略。 B2：CsCl型结构，结构图见前，点群符号： 空间群： 晶胞中原子位置： 最近邻 8个异号离子，次近邻 6个同号离子。 这是两类可以形成离子性结合的典型结构。 B3：闪锌矿结构（立方ZnS）， fcc，结构类似金刚石，原子位置相同，只是基元换成ZnS 分子，因此对称性降低，点群为： 空间群为： 见Kittel 14页 图24 很多Ⅱ-Ⅵ族，Ⅲ-Ⅴ族 化合物具有此结构，是重要的半导体和发光材料。例如：GaAs,InSb,SiC 硫原子坐标： 锌原子坐标： ZnS的(110)面。可以看到在该面上原子的zig-zag排列方式。锯齿形的Zn-S原子链 金刚石结构的Si(110)面上的原子zig-zag排列方式和价电子密度分布的计算结果。（现在运用STM可以直接观察到，不过结果与此不同，因为表面重构）。 B4：纤锌矿（六角ZnS） 晶胞如右图（下方是立方结构）它的两种原子位置分别是： 点群： 空间群： C1：萤石结构 C3：赤铜矿（Cu2O） Cu+1 O-2 O-2： Cu＋1： sc, 结构特点：它的每个氧离子都处在Cu 离子的四面体中，所以体对角线方向有一个三重对称轴，符合立方晶系的最低要求。 E 钙钛矿 CaTiO3： sc，点群： 空间群： 这是一个很特殊的结构，每个基元有 5个原子，各自组成简立方点阵，相互套购叠加而成。 MoAl12 ；WAl12合金 一些比较复杂的 bcc 结构： SiF4合金：Si在F的四面体中，有3重轴， 以上我们介绍的例子多数是立方晶系，1975年从Crystal data No1 中所列出的 5572 种无机化合物中统计， 立方晶系 30％六方晶系 11％四方晶系 14％三方晶系 12％正交晶系 18％单斜晶系 14％三斜晶系 2％ 有机化合物和蛋白质晶体则不同，接近80％的晶体都属于正交和单斜晶系。 比较重要的还有：尖晶石 MgAl2O4 石榴石（Fe,Mn)3Al2(SiO4)3 五. 多晶型现象和结构相变 同一种材料在不同的环境下，可以有不同的结晶状态，所以它的晶体结构可能不是唯一的，会随着环境温度、压力的变化而变化。 三方晶系 正交晶系 四方晶系 立方晶系 六角晶系 熔点 5℃ －80℃ 120℃ 1460℃ 1612℃ 钛酸钡（BaTiO3) 材料的相变，有5种晶型。低温下的三种结构具有铁电性。 液体 A12 A13 A1 A2 727℃ 1095℃ 1133℃ 1244℃ 锰金属晶体结构随温度发生变化，低温下为A12型，基元含有58个原子，A13型基元有20个原子，A1是fcc，A2是bcc. 立方晶系连续崎变得到七个晶系 立方晶系到三斜晶系的逐步变化： NaCl结构：面心立方布拉伐格子 CsCl结构：简单立方布拉伐格子 金刚石和闪锌矿结构：面心立方布拉伐格子 六角密堆积结构：六角布拉伐格子 一. 晶体结构的表达方法 二. 晶向、晶面和它们的标志 三. 晶面间距 四. 典型晶体结构 五. 多晶型现象和结构相变 1.3 几种常见