晶體化學(xué)ppt課件(已修改)
2025-05-16 01:13 本頁面
【正文】 晶體化學(xué) 第五章 目錄 ? 第一節(jié) 球體的最緊密堆積原理 ? 第二節(jié) 配位數(shù)和配位多面體 ? 第三節(jié) 離子的極化 ? 第四節(jié) 礦物中的鍵型和晶格類型 ? 第五節(jié) 礦物晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)律 ? 第六節(jié) 類質(zhì)同象 ? 第七節(jié) 有序無序結(jié)構(gòu)、同質(zhì)多象、多型 晶體化學(xué) 研究晶體的 結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成及性質(zhì) 之間的關(guān)系。 化學(xué)組成是晶體的物質(zhì)內(nèi)容，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是晶體的存在形式，二者是決定晶體性質(zhì)的依據(jù)。 球體的最緊密堆積 質(zhì)點(diǎn)之間趨向盡可能靠近，形成最緊密堆積。 ?等大球體 的最緊密堆積 ?不等大球體 的緊密堆積兩種 返回目錄 金屬元素的晶體結(jié)構(gòu) 金屬鍵沒有方向性 金屬原子中電子的分布呈球形對(duì)稱 金屬原子在晶體中總是趨向于密堆積的結(jié)構(gòu) 常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : 堆積密度大 配位數(shù)高 等大球體的最緊密堆積 球體的緊密堆積 第一層球 的排列 兩層球的堆積 尖角向上 尖角向下 三角形空隙類型 第二層球排列（ B）：第二層球在堆積于第一層之上時(shí)，每球只有與第一層的三個(gè)球同時(shí)接觸才算是最穩(wěn)定的。即位于三角形空隙的位置。 八面體空隙 四面體空隙 兩層球，作最緊密堆積，出現(xiàn)了兩種不同的空隙： 一是由六個(gè)球圍成的空隙，稱為 八面體空隙 。 另一種是由四個(gè)球圍成的空隙，稱為 四面體空隙 。 n個(gè)等大球體作最緊密堆積時(shí)，就必定有 n個(gè)八面體空隙和 2n個(gè)四面體空隙 第三層球的排列（ C）： ① 第一種堆積方式是在四面體空隙上進(jìn)行的。即將第三層球堆放在第一層與第二層球體所形成的四面體空隙的位置上疊置結(jié)果，會(huì)出現(xiàn)第三層球與第一層球，球中心投影位置重合 …… 最終出現(xiàn)： AB、 AB、 AB…… 的周期性重復(fù)（兩層重復(fù)）。等同點(diǎn)按六方格子排列，故稱 六方最緊密堆積 。密排層平行（ 0001）方向。 ② 第二種堆積是在由六個(gè)球圍成的八面體空隙上進(jìn)行的，即第三層球堆在第一層與第二層球形成的八面體空隙之上 … ... 發(fā)現(xiàn)第四層與第一層重復(fù)（中心投影位置重合），第五層與第二層重復(fù)，第六層與第三層重復(fù)，如此堆積下去，出現(xiàn)了： ABC、 ABC、 ABC… 的周期重復(fù)。 因等同點(diǎn)是按立方面心格子分布的，故稱之為 立方（面心）最緊密堆積 ，其最緊密堆積的球?qū)悠叫杏诹⒎矫嫘母褡? 的（ 111）面網(wǎng) . 三層 三層 兩層 在兩種最基本的最緊密堆積 方式中，每個(gè)球體所接觸到的同徑球體個(gè)數(shù)為 12（即配位數(shù)等于 12）。 CN＝ 12 等大球體的最緊密堆積方式，最基本的就是六方最緊密堆積和立方最緊密堆積兩種。當(dāng)然，還可出現(xiàn)更多層重復(fù)的周期性堆積，如 ABAC、 ABAC、ABAC…… 四層重復(fù)； ABCACB、 ABCACB、 ABCACB……六層重復(fù)等。 立方最緊密堆積 ： ABCABC… 方式堆積（ c圖） Cubic closest packing,ccp或 face center cubic,fcc. 六方最緊密堆積 ABAB… 方式堆積（ b圖） Hexagonal closet packing,hcp 密堆 密堆 hcp的有： Be、 Mg、Zn、 Cd fcc的有： Al、 γFe、Ni、 Cu、 Ag、Au 堆積系數(shù)、致密度 等徑圓球的各種最緊密堆積形式具有相同的堆積密度，其堆積系數(shù)即球體積與整個(gè)堆積體積比均為 . 以立方面心為例計(jì)算： 對(duì)角線上球體相互接觸，若球半徑為 R，晶胞邊長(zhǎng)為 a，則面對(duì)角線長(zhǎng)為 4R且等于 2 a V球 = 4（ 4/3πR3) = 16/3πR3 V晶胞 =a3=(2 R)3=16 R3 2 2堆積系數(shù) =V球 /V晶胞 = 除了面心立方堆積和 六方 緊密堆積外，還有體心立方堆積，如中間圖所示，為 8次配位。 Body centered cubic packing,bcc 如 Cr、 α Fe、 Mo、W 體心立方結(jié)構(gòu)的空隙 體心立方的空隙 六方緊密堆積空隙 三種典型結(jié)構(gòu)中的空隙 金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ◆ 由于金屬采用密堆積結(jié)構(gòu)以及離域電子的金屬鍵，在幾何因素和電子因素兩方面的作用下，使金屬容易形成組成可變的合金，并具有許多寶貴的特性和應(yīng)用。 ◆ 如金屬在鍛壓或錘打下，原子密堆積層之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，能保持密堆積結(jié)構(gòu)和金屬鍵，而使金
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