-金属晶体chap

1、8-1 8-1 金属晶体金属晶体 金属键由数目众多的S轨道组成，每个金属原子和离子的电子云分布基本是球对称的。所以，金属原子可看成半径相等的园球。金属晶体服从球密堆积原理。一、最密堆积最密堆积： 一维二维配位数2配位数6三维： 1种、第一层： （1+6）个，称A层 C B A第二层：放在第一层空隙，为3个，称B层第三层：放在第二层空隙，为3个，称C层接着重复A，B，C的排列记为 ABCABC 称为A A1 1 型,属立方最密堆积。ABCAA1 型属立方型属立方F配位数为122种、第一层： （1+6）个，称A层 第二层：放在第一层空隙，为3个，称B层第三层：重复第一层排列（A）接着重复B，A，B

2、的排列记为 ABAB 称A3型属六方最密堆积（六方属六方最密堆积（六方H）配位数为12 B A B AA BAA1和A3 型最密堆积的空间利用率为74.05%.3、A2 型密堆积：立方I （立方体心）配位数为8空间占有率为68.02%4、A4型密堆积：正四面体堆积配位数为4空间占有率为34.01%如A1型的空间占有率 如图a4r空间占有率=晶胞内球的体积晶胞体积立方F 占点81/8+61/2=4V球V晶胞araa)r(424222空间占有率%.)r(rar057462243443443333二、金属原子半径：金属原子半径：相邻两原子间的距离如测得晶胞参数a,b,c，凡符合其某种空间点阵型式，就

3、可算出r如 A1型 立方F 配位数12 arra4224A2型 立方I 配位数8arra4334A3型 六方H 配位数12arra212 8-2 8-2 离子晶体离子晶体由于离子键是正负离子依库仑作用而形成，所以离子键没有方向性和饱和性。离子晶体可看成由半径不同的正负离子园球相互堆积的问题。由于负离子半径较大，可把负离子看作等径园球的密堆积，而正离子有序的填在空隙中。反之也可。一、几种简单的结构形式：几种简单的结构形式：由于离子晶体的多样性，下面归纳一些简单的结构型式及其变形。1、NaCl型：型： Cl- ABCABC A1型 Na+ cabcabca 小a1型 属立方面心套结构 Cl- 立方

4、F Na+ 占据八面体空隙配位数6：6-Na+-Cl-2、CsCl型：型： Cl- 立方P（占立方体顶点） Cs+ 占体心（立方体空隙）配位数8：83、ZnS型：型：立方立方ZnS型型-Cs+-S2-Cl-Zn2+Zn2+ 立方F（A1型） S2- 占四面体空隙配位数 4：4六方六方ZnS型型- S2-Zn2+Zn2+ 六方H（A3型） S2- 占正四面体空隙配位数 4：44、CaF2型：型：Ca2+ 立方F（A1型） F - 八个F -占全部正四面体空隙配位数 8：4-Ca2+-F-二、离子半径与堆积方式：离子半径与堆积方式：根据正负离子的半径比，来预测离子化合物晶体的堆积方式如 KBr r

5、+/r-=0.133/0.196=0.68 配位数为6，属NaCl型 r+/r - 配位数 晶体构型0.1550.225 3 三角形(阳离子占三角形空隙)0.2250.414 4 四面体(阳离子占四面体空隙)0.4140.732 6 八面体(阳离子占八面体空隙)0,7321.000 8 立方体(阳离子占立方体空隙) 1.000 12 A1或 A3型 立方F或六方H如 77301380105052501810095093201810169048501400068040201840074022422.rr.rr.rr.rr.rrFCaClNaClCsOTiSZn 四面体空隙八面体空隙立方体空隙八面

6、体空隙立方体空隙离子晶体和离子键离子晶体和离子键 离子晶体可看作不等圆球的密堆积离子晶体可看作不等圆球的密堆积 离子半径为接触半径离子半径为接触半径 离子的配位数离子的配位数: :和某离子相切异号离子个数和某离子相切异号离子个数离子半径比离子半径比 共价型晶体和分子晶体共价型晶体和分子晶体一一 共价型晶体共价型晶体原子间以共价键结合的无限大分子原子间以共价键结合的无限大分子原子晶体原子晶体混合键型晶体混合键型晶体分子型晶体分子型晶体分子间作用力是范德华力分子间作用力是范德华力COCO2 2晶体结构晶体结构(a)(a)I I2 2晶体结构晶体结构(b)(b)习题 例1、金属W，经X 射线分析，属立方晶系。晶胞参数为321931630cm/g.,nm.a求 晶胞中的原子个数，原子分数坐标，并确定其点阵型式解：Z=晶胞质量/每个原子质量2918385436310026918310163311910026918323382330.).(./.aN/V摩尔质量晶胞中的原子个数为2，点阵型式属立方I（如图）原子分数坐标： （0，0，0），（1/2，1/2，1/2）例4、A2 型的配位数，原子半径，空间占有率。解： A2 型为等径园球的