第13章与晶体结构捡起海边沙滩上一粒沙子

晶体学博大精结构也以很单——只只有这五种正多面欧拉AchimedeanSolidsSvhesecanbeobtainedbythetruncationofPlatonic立方八Football中心到顶点距 6（r++r-

2 3 小球半径关（r+/r-

固体：晶体结构研究：电子结构、分子结构、晶体常见的数据库1）无机晶体结构数据库（InorganicCrystalStructure 结构数据库（TheCambridgeStructuralDatabase,CSD）：主要收集含碳化合物的结构数据）粉末衍射文件（ThePowderDiffractionFile,（JontCeenPowrDifactonIntentoalCenterrDifactionData）JCPDS第13体与晶晶体的晶体7大晶系与14种Bravis等径圆球的晶体的基本类型及其金属晶体化学键键型和晶体构型的变**晶体的缺陷什么是晶体~Crystal~源于希腊文“洁净的冰闪烁的沙 美丽的雪什么是晶体晶体结构的尖晶 方解晶体的晶体具有自发形成的规则的几何而非晶体没有一定的立方体状的氯化钠、棱柱状的硫酸铜、针状的羟基氧玻璃、沥青、石蜡没有特征的形晶体具有固定 ,而非晶体没有固0C801C玻璃、沥青、石蜡在一段温度区间软化晶体显各向异性,而非晶体显各向同性导热性、导电性、膨胀系数、~综合考虑以上三个晶体的特 晶面夹角守恒石英晶体的不同晶面夹角守恒晶体特征的内根据晶面夹角的 “去伪存真”地推出晶体的理 观察到晶体外形 探索晶体内部的18世纪中叶法国科学家~方解石的解理相同的越来越小的菱~食盐：由一个个小的方体晶体特征的内虽不完善，却是现代晶格理论的晶体结构的周19世纪，Bravais、Fedorow、Shoenflies等结晶学

Haüy的假 2020世纪初由Laue、Bragg等物理学家利用X-射线衍射给出直接证明，现在称为晶格晶体结构的周期晶格理论1~晶体中的每个结构单元抽象为一个~间距相等的点排成一行直线~直线点阵平行等距排列平面~平面点阵平行排列 点子(Lattice)，即晶格(crystallattice)晶体结构的周晶格理论要点将点阵按一定方式划分，在点阵中以三3个周3个夹角(bc)、(ca)、~6个参等 对称图形：全等图

晶体结构的周从晶格回归将组成晶体的结构单元置于晶格的结点上晶~晶体中与晶格单元相对应的实际结构单元(unit、、、6晶体结构的周点阵、晶格和晶胞都是描述晶体周期性结如何理解它们之间的相互关系晶体基本概结构单元抽象为晶结构单元放到点阵点

点 晶去格子并置 截 并置 分 结构单元抽象为晶 结构单元放到点阵点

点阵格子化单(形状、大晶胞参数内容

晶体学的7大晶按对称性特征的不同，可分为7种晶系（crystal晶 晶胞参 对称性要求 晶体实立方四方

a=b=c,a=bc,a=bc,简a=bc,

1个6重1个4重

CuMg-Sn--

菱面体格

1个3重

Bi-Al a=b=c,==90晶体学的7大晶按对称性特征的不同，可分为7种晶系（crystal晶 晶胞参 对称性要求 晶体实正正单斜1个对称面或1个重三斜无SCuSO4问题：与布拉维晶系关系？布拉维晶系中，将简 归入方晶系，而将R 称为菱面体格子（rhombohedral)或菱晶体学的7大晶立方

四方晶晶体学的7大晶晶六方

简 Ra=bc,==90o,

(另外晶体学的7正交晶

abc,

abc,关于晶系的确定与推的对称性决定某一系的晶胞参数必然满足表中鉴于本课程只介绍晶体学最基本知识，未涉及对的值来 晶系，这样做大多数情况下也正的。晶体的14种空间点阵立方 立方 立方 四方 四方六 单斜 单斜 三正交 正交 正交 正交晶14种布 点阵型晶六方简单六 简R

共214种布 点阵型简单立（cP

（cI

面心立（cF立方晶系3立方晶系31晶体对X-1

Laue衍射理 dd2X射线对晶体

WH.BraggL.Bragg父子把Laue的衍射理论Bragg方2dsinn n取正晶体对X-射线衍射峰位置：由点阵衍射峰强度：与原子/离子等径圆列时,常见的有两种方式(a)：简单其中每个球周围有4个球同时有4个较大

(b):密置排列则是最紧密的,密置层中每个6个球同时6个小空 等径圆

简单324324a324100%等径圆体心立方堆积（符号为体心立方堆积中的空间利24 3

( 3)3

100%68%24a3等径圆 A等径圆立方密堆积结构等径圆立方密堆积结构的关系为：a 2堆积空间利用率 74%2r)34 74%2r)3六方密堆积结构六方密堆积结构

空间利等径圆配位数确等径圆空隙的形成：八面体空隙与四面体等径圆密堆积形成的空隙：三角形、四面体与八n个小球， 四面空，n个与八面体心立方空隙？简单立方？种类与数晶体的基本类差别堆金属晶离子晶 结构与性质的关分子晶类共价晶作用~等径

结构特主要结构类型：A1——立方密堆几种金属结构类型的金属积方晶格原子空利用简单立简单立6体心立体心立8立方面心立六方六一些金属的晶体结构

A1：立方密堆积A2：体心立方堆积

作用力：正负离子之间的静电吸引 离子负离子负离子负离子按负离子按一定方式正离子位于堆积产生的空隙正负离子半径比是决定离子晶体构型的重要

正离子与负离子位置r+/

正—

负— 结接稳定接接稳定不接接不稳大？？？不同的正离子与负离子半径比（r+/r-正离子要求不同负离子八面体空隙中正离子与负离子半径r+/r-=四面rr立方rr离子晶体——NaCl负离子(Cl-)按面心立方密堆积排正离子(Na+)位于负离子堆积形成的所有八面体空晶胞类型：面心离子晶体——CsCl负离子(Cl-)按简单立方正离子(Cs+)位于负离子堆积形成的所有立方体空晶胞类型：简单离子晶体——立方ZnS负离子(S2-)按面心立方正离子(Zn2+)位于负离子堆积形成的1/2四面体空晶胞类结构几种AB型离子晶体其它离子晶体六方

萤石钙钛矿AO3构成立方密堆积，B离子离子形成的八面体分子：旋转，近似球形~He,Ne,ArH2,CH4,He,Ne,ArH2,CH4,方密密堆CO2CO2是面CO2

作用力2特点：较范德华力强，作用显~ 共价晶作用力：共价~石：C石：Csp3方石英鳞石英方石英鳞石英SiO2：Si-OSiSisp3O多种晶型石英(六方 方石英（立方共价晶方石英(SiO2) 石C结构比 方石共价晶而而共价键强，有方向性和饱共价键对晶体结构起决定性配位数低，密度

石空间高，硬度 有率石墨：层内：Csp2p-p大层间：分子间作导电、良好的润 各种晶化学键键型与晶体构 ofbonding化学键键型与晶体构金属键—离子 Ru2Sn3,Ru2Ge3 :化学键键型与晶体构如何预测键的离子性与共价 极化能力：离子周围电场强度~正离子影响显 ~负离子一般起主要作用化学键键型与晶体构键的离子性与共价 性质变化学键键型与晶体构离子极化对AgX晶体结构的影 r(实验 r++r-/ 电负性 键 离 过 过 共晶体构 ZnS/体立化学键键型与晶体构如何求出键的离子性大结合实验数键的离子性=偶极矩/（离子电荷键长）键的离子性=1-exp[-(A-B)2/4]= < 共价键 化学键键型与晶体构实验与计算数据化学键键型与晶体构晶体构处理成键，研究性质~要综合考缺陷晶体：-Fe2O3 Fe 空气γ-Fe

：单晶硅及石英光纤通讯本章小晶体的特征观与晶体结构的周期7大晶