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固体结构-PPT课件

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3.构造理论:

在18世纪中叶法国科学家Haüy发现方解石可 以不断地解理成愈来愈小的菱面体,提出了
构造理论:晶体是由一个个小的几何体在空
间平行地无间隙地堆砌而成。

它为现代晶格理论奠定了基础。
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4.晶格理论
(1). 晶


晶格是一种几何概念,将许多点等距离排成一 行,再将行等距离平行排列。将这些点联结起 来,得到平面格子。将这二维体系扩展到三维 空间,得到的是空间格子,即晶格。
3 体心立方堆积:bcc
配位数: 8
空间占有率:
68.02%
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密堆积层间的两类空隙 A 四面体空隙: 一层的三个球与 上或下层密堆积 的球间的空隙。 B 八面体空隙: 一层的三个球 与错位排列的 另一层三个球 间的空隙。
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10.3
离 子 晶 体
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10.1 晶 体 结 构 和 类 型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论 *10.1.2 晶体缺陷, 非晶体 10.1.3 球的密堆积 10.1.4 晶体类型
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10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论
1. 晶体结构的特征 晶体是由原子、离子 或分子在空间按一定 规律周期性地重复排 列构成的固体。 具有规则的几何外形 呈现各向异性 具有固定的熔点
等概念,熟悉分子间作用力的类型、大小,氢键的形成 条件及对物质性能的影响等,了解层状晶体的结构特征 及性能特点 。
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第十章
固体结构
Solid Structure
10.1 晶 体 结 构 和 类 型 10.2 金 属 晶 体 10.3 离 子 晶 体 10.4 分 子 晶 体
10.5 层 状 晶 体

晶格:用点和线反映晶体结构的周期性,是从 实际晶体结构中抽象出来以表示晶体周期性结 构规律的三维空间结构。
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10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论

晶胞:晶体的最小重复单元,通过晶胞在空间平 移无隙地堆砌而成晶体。
晶胞的两个要素:
1. 晶胞的大小与形状:
晶胞参数
由晶胞参数a,b,c, α,β,γ表示,
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2.晶面夹角守恒定律:

17世纪中叶丹麦矿物学家Steno对石英的断面
仔细“相面”后发现,尽管石英晶面的大小
形状千差万别,但有一条不变的规律。

晶面夹角守恒定律:呈多种形状的晶体,它 们的a晶面与b晶面间的夹角相等,b晶面与c 晶面,a晶面与c晶面间的夹角亦相等。 这种规律适用于各种晶体。
无机化学
第十章 固体结构
Solid Structure分类。
了解金属晶体的一般特征及金属键理论 。
熟悉AB型离子晶体的三种典型结构类型,了解晶格能的
概念。熟悉离子极化理论及在讨论化合物结构、性能方 面的应用。
熟悉分子晶体的一般特征,熟悉分子的偶极矩,极化率
10.3.1 离子晶体的结构 10.3.2 晶格能
10.3.3 离子极化
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10.3.1 离子晶体的结构
离子晶体中的离子的堆积方式与金属晶体是类似
的。由于离子键没有方向性和饱和性,所以离子 在晶体中常常趋向于采取紧密堆积方式,但不同 的是各离子周围接触的是带异号电荷的离子。
离子晶体:密堆积空隙的填充 阴离子:大球,密堆积,形成空隙 阳离子:小球,填充空隙 规则:阴阳离子相互接触稳定 配位数大,稳定
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1.离子晶体的类型

三种典型的AB型离子晶体 NaCl CsCl ZnS 型 型 型 型

其他类型的离子晶体 AB2 ABX3 型
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三种典型的AB型离子晶体– NaCl型
a, b, c 为六面体边长, α, β, γ 分别是bc , ca, ab 所组成的夹角。
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2. 晶胞的内容:粒子的种类,数目及它在晶胞中 的相对位置。 按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
晶系 立方晶系 三方晶系 四方晶系 立方晶系 正交晶系 单斜晶系 三斜晶系 边长 a=b=c a=b=c a=b≠c a=b≠c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c 夹角 α=β=γ= 900 α=β=γ≠ 900 α=β=γ= 900 α=β= 900 , γ=1200 α=β=γ= 900 α=β= 900 , γ≠ 900 α≠β≠γ≠ 900 晶体实例 NaCl Al2O3 SnO2 AgI HgCl2 KClO3 CuSO4· 5H2O
按带心型式分类,将七大晶系分为14种型式。 例如,立方晶系分为简单立方、体心立方和面心 上页 下页 退出 立方三种型式。
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10.1.4 晶体类型 晶体的分类
组成 粒子 金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体 原子 离子 离子 分子 原子 粒子间 作用力 金属键 离子键 分子间 力 共价键 物理性质 熔沸点 高低 高 低 高 熔融导 硬度 电性 大小 大 小 大 好 好 差 差
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金属晶体:等径球的密堆积 1 六方密堆积:hcp 第三层与 第一层对齐, 产生ABAB… 方式。
配位数:12 空间占有率: 74.05%
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2 面心立方密堆积:fcc 第三层与第一 层有错位,以 ABCABC… 方式排列。 配位数:12 空间占有率: 74.05%
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例 Cr, K NaCl 干冰
SiO 2
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§10.2 金属晶体
10.2.1 金属晶体的结构 10.2.2 金属键理论 10.2.3 金属合金
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10.2.1 金属晶体的结构
金属晶体是金属原子或离子彼此靠金属键结合而 成的。金属键没有方向性,金属晶体内原子以配位数 高为特征。金属晶体可以看作是等径球的密堆积。 金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种: 六方密堆积(Hexgonal close Packing), 面心立方密堆积(Face-centred Cubic close Packing), 体心立方堆积(Body-centred Cubic Packing)。
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