【正文】 鉬的結(jié)構(gòu) INNER MONGOLIA UNIVERSITY 金屬的特性 一、延展性 金屬鍵沒有方向性和飽和性，金屬受力時，兩層正離子之間比較容易滑動，在滑動中自由電子的流動性能幫助克服勢能障礙，正離子與自由電子仍保持金屬鍵的結(jié)合， 不需要破壞金屬鍵 ，只是改變了鍵的方向，所以，金屬能經(jīng)受變形而不斷裂，具有良好的延展性。被丟失的價電子為全體原子所公有，叫 自由電子 ，在正離子之間自由運動，形成電子氣。氫健是一種較強的、有方向性的范德瓦爾斯鍵。 金剛石結(jié)構(gòu) INNER MONGOLIA UNIVERSITY 三、分子鍵 甲烷分子在固態(tài)能相互結(jié)合成為晶體。 硅、鍺、錫等元素也可構(gòu)成共價晶體。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 二、共價鍵 處于周期表中間位置的三、四、五價元素原子之間或與鄰近元素原子形成分子或晶體時，以共用價電子形成穩(wěn)定的電子滿殼層的方式實現(xiàn)結(jié)合。 離子鍵示意圖 氧化鎂結(jié)構(gòu) INNER MONGOLIA UNIVERSITY 離子鍵特點： 結(jié)合力很大。 結(jié)合鍵 原子、離子或分子之間的結(jié)合力。 結(jié)合鍵分為： 離子鍵 共價健 金屬鍵 分子鍵 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 一、離子鍵 正電性元素原子失去最外層價電子變成正離子，負電性元素原子獲得電子變成負離子。離子晶體的硬度高，強度大，熱膨脹系統(tǒng)小，但脆性大。 由共用價電子對產(chǎn)生的結(jié)合鍵叫共價鍵。屬于共價晶體的有 SiC、 Si3N BN等化合物。結(jié)合過程中沒有電子的得失、共有或公有化。 尼龍 66的結(jié)構(gòu) 分子鍵特點： 范德瓦爾斯力很弱，由分子鍵結(jié)合的固體材料熔點低、硬度也很低。正離子在三維空間規(guī)則分布。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 二、導電性 金屬晶體中，金屬陽離子構(gòu)成了晶格點陣，并形成均勻的電場，自由電子在整個金屬中自由運動，它們的運動遵循經(jīng)典力學氣體分子的運動規(guī)律。溫度升高，金屬正離子的振動幅度增大，使自由電子運動發(fā)生碰撞阻礙的概率增加，從而使電阻升高。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 五、金屬光澤 金屬中的自由電子幾乎可以吸收說有波長的可見光能量，而被激發(fā)到較高的能級，當它跳回到原來的能級時，就把吸收的可見光能量重新輻射出來。 晶體學是很多學科的基礎，又是很多學科的邊緣和交叉，它包含了廣泛的內(nèi)容： 晶體結(jié)構(gòu)學： 研究晶體內(nèi)部質(zhì)點排列的規(guī)律性及晶體結(jié)構(gòu)的不完整性。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 空間點陣、晶體結(jié)構(gòu) 1 空間點陣和晶胞 晶體結(jié)構(gòu) ：晶體中原子（分子、離子或原子團）在空間的具體排列方式。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶胞：在空間點陣中取一個最具 代表性的基本小單元（最小平行六面體）作為點陣的組成單元。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 1 晶向指數(shù)的標定 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 關(guān)于晶向指數(shù)的說明： ① 指數(shù)意義：一個晶向指數(shù)代表空間相互平行且方向相同的一組晶向。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 四坐標軸（ u v t w） 求晶向上最近結(jié)點在四坐標軸上的垂直投影，然后將前三個數(shù)值乘以 2/3，再與第四個數(shù)值一起化為最小簡單整數(shù)。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 只適用于簡單晶胞，對于復雜晶胞，要考慮晶面層數(shù)增加的影響。 hcp或 A3） 1? 2Α3ΑINNER MONGOLIA UNIVERSITY 一、面心立方結(jié)構(gòu) γFe、 Al、 Cu、 Ni、 Au、 Ag…….20 種元素 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 1）晶胞中的原子數(shù) INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 2）點陣常數(shù)與原子半徑的關(guān)系 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 3）配位數(shù)和致密度 致密度和配位數(shù)是用來衡量原子排列疏密程度的重要物理量，致密度和配位數(shù)數(shù)字越大，原子排列的越緊密 。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 1）晶胞中的原子數(shù) INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 2）點陣常數(shù)與原子半徑的關(guān)系 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 3）配位數(shù)和致密度 配位數(shù)：最近鄰 8，次近鄰 6 33432a34K 6 8 %a???? ??????致密度： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 三、密排六方結(jié)構(gòu) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 1）晶胞中的原子數(shù) INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 2）點陣常數(shù)與原子半徑的關(guān)系 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 3）配位數(shù)和致密度 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 4）密排面和密排方向 面密度：單位面積上的原子個數(shù) {100} : {110} : {111} : INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 體心立方、面心立方晶格主要晶面的原子排列和密度 晶面 指數(shù) 體心立方晶格 面心立方晶格 晶面原子 排列示意圖 晶面原子 密度 (原子數(shù) /面積 ) 晶面原子 排列示意圖 晶面原子 密度 (原子數(shù) /面積 ) {100} {110} {111} INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 典型金屬晶體結(jié)構(gòu)小結(jié) INNER MONGOLIA UNIVERSITY 四、晶體結(jié)構(gòu)中原子的堆垛 fcc、 hcp結(jié)構(gòu)的致密度 12相同，為什么卻具有兩種晶體結(jié)構(gòu)？主要是因為： “密排晶面”不同； 2. 密排晶面的“堆垛次序”不同。 其中一個坐標是（ ， ， 1） ◆ 單胞內(nèi)間隙個數(shù)： N=6 4 =12個 ◆ 四面體間隙半徑： r四面體 = 或表示為： （ B間隙原子 , A 金屬原子） 41 43a253a a = 0 . 1 2 6 a4421a4?BAr 0 .2 9rINNER MONGOLIA UNIVERSITY ◆ 正八面體間隙半徑為 ， 6個 ◆ 正四面體間隙半徑為 ， 12個 密排六方結(jié)構(gòu)八面體間隙 密排六方結(jié)構(gòu)四面體間隙 密排六方結(jié)構(gòu)中的間隙： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶體 結(jié)構(gòu) 八面體間隙 四面體間隙 間隙數(shù) /原子數(shù) 間隙半徑 間隙數(shù) /原子數(shù) 間隙半徑 fcc 4/4=1 8/4=2 bcc 6/2=3 12/2=6 hcp 6/6=1 12/2=6 ABrrABrr fcc、 bcc、 hcp晶體結(jié)構(gòu)的八面體及四面體間隙半徑 晶體結(jié)構(gòu)中間隙小結(jié) 、 hcp結(jié)構(gòu)八面體間隙半徑大于四面體間隙半徑； ； fcc、 bcc、 hcp八面體間隙之中。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY [1] 點缺陷（ point defect）：特征是三維空間的各個方面上尺寸都很小，尺寸范圍約為一個或幾個原子尺度，又稱零維缺陷，包括 空位、間隙原子 、雜質(zhì)和溶質(zhì)原子。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 一、點缺陷 空位： 由于某種原因，原子脫離正常格點，在原來的位置上留下原子空位，或者說空位就是未被占領的原子位置。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ a） 肖脫基（ Schottky）缺陷 : 離位原子進入其它空位或遷移至晶界或表面（只形成空位而不形成等量的間隙原子。因此產(chǎn)生肖特基缺陷時，伴隨表面原子的增多，晶體的質(zhì)量密度會有所減小。 這兩個相互矛盾的因素使得晶體中的 點缺陷在一定的溫度下有一定的平衡濃度。ΔSf lnCSk? ? ? ( ) !!!NnNn??? ?? ? ? ? ? ?()l n ! l n ! l n !V f CVfF n E T n S Sn E n T S k T N n N n? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?????恒溫下，系統(tǒng)自由能： 設晶體中共有 N個原子和 n個空位，一個空位的形成能為 EV： 熵包括排列熵和振動熵： 排列熵： ? ?l n ! l nX X X X??根據(jù)斯特令近似公式： ? ? ? ? ? ? ? ?l n l n l nVfF n E n T S k T N n N n N N n n? ? ? ? ? ? ? ? ?????INNER MONGOLIA UNIVERSITY ? ? ? ?/ l n l n 0Vfd F d n E T S k T n N n? ? ? ? ? ? ? ?????? ? e x p ( / ) e x p ( / ) e x p ( / )V f V VnC S k E k T A E k TNn? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 A=exp(ΔSf/k)，由振動熵決定，約為 1～ 10。 2 3 628036 . 0 2 3 1 0 8 . 9 6 1 0 8 . 4 9 1 06 3 . 5 4CuCuNNMm? ? ? ?? ? ? ?解：首先確定 1m3體積內(nèi) Cu原子的總數(shù)： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 19282328 13 . 5 28 623 3 10e xp 10 e xp 10 773 10 10 10 10 /VvEnNkTem????? ??