物质结构.ppt

教学目的:
掌握密堆积原理,金属晶体的堆积型式和金属原子半径的计算, 晶体结构的能带理论。
教学重点:
密堆积原理,金属晶体的结构及金属键的本质。
教学难点: 金属键的本质。
授课时数: 2
§5 . 3金属晶体和晶体结构的能带理论
一、晶体结构的密堆积原理
1、密堆积原理
金属晶体——金属键
离子晶体——离子键
分子晶体——范德华力
原子晶体——共价键
混合型晶体——共价键和范德华力
晶体分类:
结合力无方向性和饱和性
~ 有方向性和饱和性
密堆积原理:原子、离子、分子的排布总是趋向于配位数高,空间利用率大的紧密堆积结构方式,最紧密的堆积往往是最稳定的结构。
金属晶体
离子晶体
空间利用率(堆积系数):
空间利用率
n ~晶胞内圆球的数目
配位数:
密堆积:有限的原子、离子或分子尽量占取较小的空
间的堆积。
一个球周围最邻近的圆球的数目。
——等径圆球的堆积模型
——不等径圆球的堆积模型
单位体积空间中圆球所占体积百分数。
2、等径球的密堆积
面心立方最密堆积(A1)
六方最密堆积( A3 )
体心立方密堆积( A2 )
金刚石型堆积( A4 )
堆积型式
① A1和 A3 型堆积
等径圆球沿一维方向排列的唯一一种排列方式。
密置列:
等径圆球沿二维方向伸展的唯一一种排列方式。可抽象成平面点阵。
密置层:
▲
▲
▲
▲
▲
▲
将第二层球坐落在第一层球一半的△空隙上,就得到密置双层的唯一一种排列方式。
密置双层:
▲
▲
▲
▲
▲
▲
三个球围成的空隙叫△空隙。
四个球围成的空隙叫四面体空隙。
六个球围成的空隙叫八面体空隙。
4个▲四面体空隙
3个●八面体空隙
第三层球放在第二层球的空隙上有两种方式
密置堆:
重复ABC的堆积叫A1堆积,重复单位⃒ABC⃒。
A
B
C
A
A
B
A
重复AB的堆积叫A3堆积,重复单位⃒AB⃒。
A1堆积:
抽出立方面心晶胞,又叫面心立方最密堆积(cubic closest packing)p 。
晶胞内含有4个球。
分数坐标:
A
A
B
C
x
y
z
密置层为(111)