浙大材料科學基礎課件part(編輯修改稿)
2025-08-16 02:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 剛石結構成鍵強；層狀結構層內(nèi)強，層間弱；鏈結構鏈內(nèi)共價鍵，鏈間分子鍵其它重要結構：閃鋅礦（面心立方ZnS，兩套面心錯位(1/4 1/4 1/4)，Error! Reference source not found.(S在面心格點上和Zn在面心格點上)和以[ZnS4]四面體表示的結構圖Error! Reference source not found.）和纖鋅礦（六方ZnS，兩套簡六方錯位(0 0 5/8)， Error! Reference source not [ZnS4]四面體表示的結構圖Error! Reference source not found.），有極性共價鍵，是共價晶體的兩種典型結構方石英結構：共價晶體SiO2的一種變體，立方ZnS結構，如Error! Reference source not , 動畫2鱗石英結構：共價晶體SiO2的一種變體，六方ZnS結構，如Error! Reference source not found.三、離子晶體（一）離子堆積與泡林規(guī)則 離子鍵合特性：不具方向性，離子晶體結構：負離子規(guī)則地在空間密堆積；正離子有規(guī)律地分布在空隙中堆積條件：負離子之間不重疊，但又與中心的正離子相接觸。堆積形式：堆積形式（配位數(shù)等）由離子具有的電荷數(shù)（正離子傾向于由盡可能多的負離子包圍它）和離子的相對大?。?rC)與(rA)之比）決定最常見的負離子三維密堆積和前述的金屬原子晶體中等大球體密堆積相同或相似，甚至更簡單負離子配位多面體：以正離子為中心，將周圍最近鄰配置的各負離子的中心連起來形成的多面體,負離子配位多面體的形狀如 圖153所示正離子配位數(shù)：配置于正離子周圍的負離子數(shù)三者之間關系：表1 9 正、負離子半徑比，正離子配位數(shù)和配位多面體形之間的關系rC/rA正離子配位數(shù)配位多面體類型舉例2線性CO23三角形B2O34四面體SiO26八面體TiO28立方體CsCl注：這里只是正離子配位數(shù)，負離子配位數(shù)要由泡林規(guī)則計算得到?！ ⌒纬删w結構的泡林規(guī)則：第一規(guī)則：圍繞每一個正離子,負離子的排列是多面體的各頂角位置；離子半徑的總和決定于正、負離子間距；正離子配位數(shù)決定于正、負離子半徑比。第二規(guī)則（靜電價規(guī)則）：結構中負離子所具有的電荷,被所有最鄰近的(相互接觸的)正離子聯(lián)系于該負離子的靜電價鍵所抵消。一個陽離子貢獻給它周圍負離子配位體中一個陰離子的靜電鍵強EBS=Z/CN（陽離子電價/陽離子配位數(shù)）第三規(guī)則（負離子配位多面體的共棱和共面規(guī)則）：共棱數(shù)愈大,尤其是共面數(shù)愈大,則離子排列趨于愈不穩(wěn)定。第四規(guī)則：高電價和低配位數(shù)的正離子,有盡可能遠離的趨向；其配位多面體盡可能互不聯(lián)接。第五規(guī)則（節(jié)約規(guī)則）：相同的離子，在可能范圍內(nèi)，其周圍的配位關系往往相同。即同一晶體中,不同組成的構造亞單元數(shù)趨于最少（二）典型離子晶體結構分析離子晶體表示：根據(jù)正、負離子的不同及根據(jù)正離子所含種類的多少，可以有AmXn、ABmXn等。（其中A、B表正離子，X為負離子，下標m、n分別為對應分子式中正、負離子的個數(shù)）NaCl晶體：立方Fm3m，AX型，rNa+/rCl=。NaCl晶體結構如Error! Reference source not ，其立體結構圖、立體晶胞體積圖及原子陣點關系圖可以更清楚地了解NaCl的晶體結構。據(jù)第一規(guī)則Na和Cl形成八面體配位；從第二規(guī)則，為了電價平衡，Cl的周圍必須有六個Na+離子包圍。結構由兩套面心立方點陣組成BaTiO3晶體：假立方體，低溫時斜方Fcmn，ABX3型。Error! Reference source not 。據(jù)第一規(guī)則，B處在四面體或八面體間隙中；據(jù)第三規(guī)則，Ti離子的氧八面體共角堆積，其中Ti離子的八面體配位（即氧八面體），如Error! Reference source not ；據(jù)第四規(guī)則，A必需僅被X全部包圍（因為有二種陽離子）；由于Ba2+()和O2()尺寸非常接近，A和X一起形成密堆（AX和AX2即使?jié)M足A僅被X全部包
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