课件-第7章固态-考研试题资料系列

1、课件-第7章固态-考研试题资料系列9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列2物理化学9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列3第七章 固态 固态的机械性质金属聚合物氧化物聚合物Ca10(PO4)6OH29/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列4固体的电性质9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列5C M S M a s t e r s : Electronic Structure and Chemistry of Solids. Mark S. Golden 2002固体的化学分类分子晶体离子晶体共价晶体金属晶体9/22/2022课件-第7章固态

2、-考研试题资料系列6非晶态固体：短程有序长程无序晶体: 原子或分子的高度有序的排列晶体的若干特性: 规则外形; 各向异性. 鲜明的熔点； 均匀 STM下的Si晶体来自于巴基斯坦的黄玉晶体来自于加拿大魁北克的钙柱石黄和透辉石（蓝）9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列7结晶学的历史演变?9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列8All M.C. Escher works (c) Cordon Art-Baarn-the Netherlands.All rights reserved.9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列99/22/2022课件-第7章固态

3、-考研试题资料系列10如何选取晶胞 ？ 点阵理论9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列11二维的例子NaCl9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列12选取办法一9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列13选取办法二9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列14选取办法三9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列15选取方法四重复？9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列16选取方法五二维和三维9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列17平移晶格的选取规则1对称性尽可能高；2）所包含的点阵点尽可能少9/22/20

4、22课件-第7章固态-考研试题资料系列18P PNP二维体系的5种Bravais格子9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列19正方形a=b =90矩形a b=90矩形带心a b=90六方a=b =120平行四边形a b 90二维体系的5种Bravais格子9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列20Translationalvector9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列21决定三维晶格的六个参数: 3 条边 - a, b, c 3 个角 - , , 9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列22分数坐标金刚石为例9/22/2022课件-第7

5、章固态-考研试题资料系列23镜面和Miller指标9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列249/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列25(0 1 0) 面(11 0) 面9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列26(0 0 1) (1 1 1)9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列27(0 0 1) (1 1 1)9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列28立方体镜面间距9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列29晶体的缺陷点缺陷9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列30 线缺陷线缺陷 刃性位错 螺性位错

6、9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列31晶体的对称性和分类晶体的对称性宏观对称性微观对称性晶体的宏观对称性和32点群有限图形点群宏观对称性点阵结构空间群微观对称性9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列32晶体中宏观对称元素符号9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列33OBACD晶体的对称性定律准晶体: AlFeCu9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列34理想晶体只有4次反轴。不能独立存在独立存在9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列35理想晶体独立存在的对称元素:将上述八个对称元素，取一个或几个组合，可以得到32个点群即

7、自然生长的宏观晶体不会超出32点群的范围。9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列36晶系 Bravais 格子数 几何参数三斜1 (P) a1 a2 a3 a b g 单斜2 (P, C) a1 a2 a3 a = b = 90 g 正交4 (P, F, I, A)a1 a2 a3 a = b = g = 90 四方2 (P, I)a1 = a2 a3 a = b = g = 90 立方3 (P, F, I)a1 = a2 = a3 a = b = g = 90 三方1 (P)a1 = a2 = a3 a = b = g 120 90 六方1 (P)a1 = a2 a3 a =

8、b = 90 g = 120 14种Bravais格子, 7种晶系9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列379/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列38一个四次轴为什么没有底心四方: P, I9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列39正交晶系9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列40三方晶系9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列41六方晶系单斜三斜9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列42晶体的微观对称性和230空间群微观对称元素和操作平移螺旋: 旋转和平移的组合滑移: 反映和平移的组合点群+微观对称元素 空间群

9、实验证据？9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列43金属晶体等径圆球密堆积一层9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列44等径圆球密堆积二层9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列45等径圆球密堆积二层9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列46六方密堆积立方密堆积等径圆球密堆积三层9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列47等径圆球密堆积三层9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列48等径圆球密堆积三层ABC堆积9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列49空间占有率的计算9/22/2022课件-第7章固态-

10、考研试题资料系列50CN=12(0,0,0)(1/3,2/3,1/2)9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列51等径圆球密堆积三层AB堆积等径圆球密堆积三层立方体心堆积9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列529/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列53a = 2ra3 = 8r3原子数 = (8 x 1/8) = 1= 0.52立方体心堆积的空间占有率9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列54金属密堆积结构.近密堆积9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列55能带理论9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列56金属

11、中的能带NaMg3p3s3p3s能量9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列57导电性9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列589/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列59CsCl9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列60CsCl9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列619/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列62CaF29/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列63立方ZnS9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列64六方ZnS9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列65ZnS9/

12、22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列669/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列679/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列68晶格能 Born-Habor 循环/ 热力学计算+EAIPU9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列69晶格能：绝对零度时从气象例子形成1摩尔晶体所释放出来的能量。静电作用能短程排斥能B: Born 指数; n =5-129/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列70结构类型Madelung 常数CsCl1.763NaCl1.748ZnS (纤锌矿)1.641ZnS (闪锌矿)1.638Madelung常数12

13、Xe, Au+10Kr, Ag+9Ar, Cu+7Ne5HenIon Conf.9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列71N: 阿佛加德罗常数-U9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列72748CsF744LiI3202BaO777RbF803LiBr3369SrO815KF861LiCl3566CaO911NaF1024LiF3938 kJ/molMgO某些晶体的晶格能金属的熔点: MgO: 2800 C CaO: 2572 C BaO: 1923 C9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列73对于 NaCl: -764.4kJ/molU-356kJ/

14、molEA121kJ/mol1/2D493.7kJ/molIP109kJ/molS=-396.7kJ/mol实验值:-410.9kJ/mol9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列74105882777AgI80895815AgBr71903832AgCl33953920AgFUBorn-HaberUcalc.共价性增强!9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列75离子的极化诱导偶极矩9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列76离子极化的规律离子半径越大，离子的极化率越大负离子的极化率大于正离子正离子的价数越高极化率越小，负离子价数越高极化率越大正离子容易使

15、负离子极化、负离子容易被极化键型变异一种晶体采用什么键合形式，不仅与组成晶体的原子有关，而且与晶体的结构有关。同一元素的原子可以出现多种键型，同一晶体中也存在多种类型的化学键。9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列77Pauling 第一规则: 离子晶体中，正离子周围堆积负离子，形成以正离子为中心的负离子配位多面体。正负离子之间的距离是正负离子的半径之和。正离子周围的负离子配位数取决于正负离子半径比。 9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列78配位多面体和离子半径的关系正八面体的事例9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列79晶胞边长 a = 2R由于正

16、负离子相互接触，所以 a3 = 2(R+r)即: 3 = (R+r)/R得到：r/R = 3 -1 = 0.732配位多面体和离子半径的关系立方体的事例9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列80配位多面体形状和正负离子半径比的关系 坐标 最小离子半径比r/R线性, 2-三角形, 30.155正四面体, 40.225正八面体, 60.414立方体, 80.732最密堆积, 121.0009/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列819/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列82离子半径这些经验性资料使我们明白原子间距的数据中可能存在着某种系统性，晶体结构的其他方

17、面也如此。我想我们已经处在这样一个时期：在没有x射线衍射图的条件下能够预言晶体的结构。 L.鲍林哥希密特半径正负离子不等径圆球密堆积的几何关系为基础鲍林半径从原子核对外层电子的静电作用力原理出发9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列83哥希密特半径-9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列84鲍林半径对NaCl型晶体以KCl为例，9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列85Pauling 第二规则:在稳定的离子化合物中，每个负离子的电价等于从临近正离子到该负离子所有静电键强度之和。 9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列86Pauling 第三规则离子晶体中，以正离子为中心、负离子堆积成配位多面体。相邻两个配位多面体之间公用的几何元素越少、体系越稳定。 9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列87Pauling 第四规则正离子价数越高，负离子的配位数越少，则其配位多面体倾向于不公用任何几何元素。 9/22/2022课件-第7章固态-考研试题资料系列88若干违背 Pauling规则的事