晶体堆积中的空隙填充.ppt

* * * 晶体堆积中的空隙填充 * 由于球体之间是刚性点接触堆积，最紧密堆积中仍然有空隙存在。从形状上看，空隙有两种：一种是四面体空隙，由4个球体所构成，球心连线构成一个四面体；另一种是八面体空隙，由6个球体构成，球心连线形成一个八面体。 显然，由同种球组成的四面体空隙小于八面体空隙。 密堆积两层间的空隙 * 密堆积两层间的空隙 即：由四个球体围成的空隙,球体中心线围成四面体 1.四面体空隙 一层的三个球与上或下层密堆积的一个球间的空隙 * 常见的几种四面体空隙及切割图 上2下2 上3下1 上1下3 密堆积两层间的空隙 * 2.八面体空隙 一层的三个球与错位排列另一层三个球间的空隙 说明：由六个球围成的空隙,球体中心线围成八面体形. 密堆积两层间的空隙 * 常见的几种八面体空隙及切割图 上3下3 上1中4下1 密堆积两层间的空隙 * 堆积中的空隙问题 正四面体空隙 正八面体空隙 * 常见晶胞中的的空隙 面心立方晶胞 体心立方晶胞 六方立方晶胞 * 面心立方 八面体空隙 * 四面体间隙 四面体间隙数目为8个 面心立方 * 面心立方的八面体空隙（4个）和四面体空隙（8个） · 八面体空隙 球：八面体空隙：四面体空隙= 4:4:8 面心立方最密堆积之中，八面体间隙位于棱心和体心，八面体间隙位于体心的计1个；位于12条棱心各计1/4，12×1/4＝3，合计4个。 四面体间隙位于晶胞内部，在每条体对角线的1/4和3/4两处，共4×2=8个。 面心立方最密堆积中： 面心立方 * 面心立方及类似晶胞空隙填充衍生关系图 填充全部四面体空隙 * 面心结构堆积 NaCl型 ZnS型 填充全部四面体空隙 填充一半四面体空隙 填充八面体空隙 Na2S (CaF2型) 空隙填充思维 * 体心立方的八面体空隙（6个）和四面体空隙（12个） 球：八面体空隙：四面体空隙= 2:6:12 体心立方堆积之中，八面体间隙位于棱心与面心，12条棱心各计1/4，12×1/4＝3；6个面心各计1/2，6×1/2＝3，共6个。 四面体间隙都位于面上，共4×6×1/2=12个。 体心立方 * 四面体空隙 六方立方 * 四面体空隙 六方立方 * 四面体间隙 间隙中心位置：在有中心原子的相间的三个三角柱体中，每个三角柱体中各有2个；C轴上有2个；六方柱体的每根棱上有2个。 合计：3×2+2+6×2/3=12个 5c/8 7c/8 六方立方 四面体空隙 * 八面体间隙 八面体空隙 六方立方 * 六方的八面体空隙(6个）和四面体空隙(12个） 八面体空隙 四面体空隙 球：八面体空隙 ：四面体空隙= 6:6:12 六方最密堆积之中，八面体间隙位于晶胞内部，如图可知，八面体间隙共计6个。四面体间隙8个位于晶胞内部，12个位于6条棱心各计1/3，12×1/3＝4，合计12个。 六方立方 * 密堆积两层间的空隙 晶胞原子个数 四面体空隙 八面体空隙 A1（面心立方最密堆积） 4 8 4 A3（六方最密堆积） 2 12 6 A4（金刚石型密堆积） 8 16 8 A2（体心立方密堆积） 2 12 6 * 随堂训练： 1.磁光盘机是一种可重写的光盘驱动器，它使用磁光盘片作存储媒体。磁光存储是一种采用激光和磁场共同作用的存储技术，磁光存储的研究是Williams等在1957年使MnBi薄膜磁化并用光读取之后开始的。下图是MnBi的晶体结构，属于六方晶系，晶胞参数为a=b=427pm，c=615pm，Mn原子在Bi原子所形成的 空隙中，Mn原子的配位数为____ 八面体 6 我在这 * 2.一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为__________?；该晶体中，原子之间的强相互作用是?__________?；上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2（如图）的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________??． 3:1 金属键 H8AuCu3 随堂训练： * 解答：?铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则晶胞中Cu原子数目=6×=3，晶胞中Au原子数目=8×=1，故晶胞中Cu原子与Au原子数量之比为3：1；铜金合金晶体属于金属晶体，含有化学键类型为金属键；根据CaF2的结构，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则H原子应位于晶胞内部，则应含有8个H，则化学式为Cu3AuH8， * 3.(2021八省联考河北)在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆