《晶体化学》PPT课件

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1、晶体化学第五章目录第一节球体的最紧密堆积原理第二节配位数和配位多面体第三节离子的极化第四节矿物中的键型和晶格类型第五节矿物晶体的结构规律第六节类质同象第七节有序无序结构、同质多象、多型晶体化学研究晶体的结构与化学组成及性质之间的关系。化学组成是晶体的物质内容，内部结构是晶体的存在形式，二者是决定晶体性质的依据。1、球体的最紧密堆积质点之间趋向尽可能靠近，形成最紧密堆积。等大球体的最紧密堆积不等大球体的紧密堆积两种返回目录金属元素的晶体结构金属键没有方向性金属原子中电子的分布呈球形对称金属原子在晶体中总是趋向于密堆积的结构常见金属晶体的

2、结构特点:堆积密度大配位数高等大球体的最紧密堆积球体的紧密堆积第一层球的排列两层球的堆积尖角向上尖角向下三角形空隙类型第二层球排列（B）：第二层球在堆积于第一层之上时，每球只有与第一层的三个球同时接触才算是最稳定的。即位于三角形空隙的位置。八面体空隙四面体空隙两层球，作最紧密堆积，出现了两种不同的空隙：一是由六个球围成的空隙，称为八面体空隙。另一种是由四个球围成的空隙，称为四面体空隙。n个等大球体作最紧密堆积时，就必定有n个八面体空隙和2n个四面体空隙第三层球的排列（C）：①第一种堆积方式是在四面体空隙上进行的。即将第三层球堆放在第一

3、层与第二层球体所形成的四面体空隙的位置上叠置结果，会出现第三层球与第一层球，球中心投影位置重合……最终出现：AB、AB、AB……的周期性重复（两层重复）。等同点按六方格子排列，故称六方最紧密堆积。密排层平行（0001）方向。②第二种堆积是在由六个球围成的八面体空隙上进行的，即第三层球堆在第一层与第二层球形成的八面体空隙之上…...发现第四层与第一层重复（中心投影位置重合），第五层与第二层重复，第六层与第三层重复，如此堆积下去，出现了：ABC、ABC、ABC…的周期重复。因等同点是按立方面心格子分布的，故称之为立方（面心）最紧密堆积，其

4、最紧密堆积的球层平行于立方面心格子的（111）面网.三层三层两层在两种最基本的最紧密堆积方式中，每个球体所接触到的同径球体个数为12（即配位数等于12）。CN＝12等大球体的最紧密堆积方式，最基本的就是六方最紧密堆积和立方最紧密堆积两种。当然，还可出现更多层重复的周期性堆积，如ABAC、ABAC、ABAC……四层重复；ABCACB、ABCACB、ABCACB……六层重复等。立方最紧密堆积：ABCABC…方式堆积（c图）Cubicclosestpacking,ccp或facecentercubic,fcc.六方最紧密堆积ABAB…方式堆

5、积（b图）Hexagonalclosetpacking,hcp密堆密堆hcp的有：Be、Mg、Zn、Cdfcc的有：Al、γ-Fe、Ni、Cu、Ag、Au堆积系数、致密度等径圆球的各种最紧密堆积形式具有相同的堆积密度，其堆积系数即球体积与整个堆积体积比均为0.7405.以立方面心为例计算：对角线上球体相互接触，若球半径为R，晶胞边长为a，则面对角线长为4R且等于aV球=4（4/3πR3)=16/3πR3V晶胞=a3=(2R)3=16R3堆积系数=V球/V晶胞=0.7405除了面心立方堆积和六方紧密堆积外，还有体心立方堆积，如中间图所示

6、，为8次配位。Bodycenteredcubicpacking,bcc如Cr、α-Fe、Mo、W体心立方结构的空隙体心立方的空隙六方紧密堆积空隙三种典型结构中的空隙金属单质的结构与性质◆由于金属采用密堆积结构以及离域电子的金属键，在几何因素和电子因素两方面的作用下，使金属容易形成组成可变的合金，并具有许多宝贵的特性和应用。◆如金属在锻压或锤打下，原子密堆积层之间发生相对移动时，能保持密堆积结构和金属键，而使金属具有延展性。致密坚硬、富有韧性的金属或合金，被广泛用作各种建筑的骨架材料，如高耸的大厦。金属有明亮悦目的光泽，用作装饰物。良好

7、的导电、导热性。稳定性以及抗腐蚀性。不等大球体的紧密堆积当大小不等的球体进行堆积时，其中较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中（离子化合物晶体）。离子晶体的结构NaCl晶体的结构NaCl晶体结构2、配位数和配位多面体配位数:指每个原子或离子周围与之相接触的原子个数或异号离子的个数。配位多面体：各配位离子或原子的中心连线所构成的多面体影响配位的因素：质点的相对大小堆积的紧密程度质点间化学键性质返回目录重点：质点（正负离子）的相对大小——离子半径比在离子不发生变形或者

8、变形很小的情况下，离子的配位数取决于正负离子的半径比。以配位数为六的情况说明：位于配位多面体中心的阳离子充填于被分布在八面体顶角上的六个阴离子围成的八面体空隙中，并且恰好与周围的六个阴离子均紧密接触。取八面体中包含两个四