知识总结—— 晶体结构
高考物理晶体知识点总结

高考物理晶体知识点总结在高中物理学习中,物理学家对于物质的研究起到了举足轻重的作用。
在材料研究中,晶体是一个重要的概念。
晶体是一种由具有高度有序排列的原子、离子或分子组成的物质。
在高考物理考试中,晶体也是一个常见的命题内容。
本文将对高考物理晶体知识点进行总结。
1. 晶体结构晶体结构是晶体的内部结构排列方式。
常见的晶体结构有立方晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、三斜晶系等。
其中最常见的是立方晶系,也是最简单的晶体结构。
其特点是晶体的边长相等,角度相等。
通过了解晶体结构,我们可以进一步了解晶体的性质。
2. 晶体的性质晶体的性质是由晶体结构和组成元素决定的。
晶体的性质包括晶体的硬度、熔点、导电性等。
晶体的硬度与结构紧密相关,一般来说,晶体结构越紧密,晶体的硬度越大。
而晶体的熔点则与晶体间的相互作用有关,一般来说,相互作用越强,晶体的熔点越高。
晶体的导电性则由晶体中的自由电子或离子决定,含有自由电子或离子的晶体具有较好的导电性。
3. 晶体的缺陷在晶体中,由于各种因素的影响,会产生一些结构上的缺陷。
常见的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指晶体中某个位置的原子或离子发生缺陷,例如缺失、取代等。
线缺陷是指某些晶胞中出现原子排列的错位,例如位错。
面缺陷是指晶体中某些平面的原子排列出现缺陷,例如晶界。
晶体的缺陷会影响晶体的性质和稳定性。
4. 晶体的衍射晶体的衍射是一个重要的物理现象。
晶体的衍射是指入射的光束在晶体结构内部发生折射、反射和干涉等现象,从而形成特定的衍射图样。
通过晶体的衍射图样,我们可以了解晶体的结构和晶胞参数等信息。
晶体衍射在X射线衍射和电子衍射等领域有着广泛的应用。
5. 晶体的应用晶体在生活中有着广泛的应用。
晶体的高硬度和透明度使其成为制造光学器件的理想材料,例如晶体振荡器、晶体管等。
晶体的独特的电学性质使其成为电子器件的核心材料,例如二极管、半导体等。
此外,晶体还广泛应用于化学、能源等领域。
高中化学晶体结构知识汇总

1、晶体类型判别:分子晶体:大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
原子晶体:仅有几种,晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、石英等;金属晶体:金属单质、合金;离子晶体:含离子键的物质,多数碱、大部分盐、多数金属氧化物;2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体定义分子通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体金属原子通过金属键形成的晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体组成晶体的粒子分子原子金属阳离子和自由电子阳离子和阴离子组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键金属键(没有饱和性方向性)离子键(没有饱和性方向性)典型实例冰(H2O)、P4、I2、干冰(CO2)、S8金刚石、晶体硅、SiO2、SiCNa、Mg、Al、FeNaOH、NaCl、K2SO4特征熔点、沸点熔、沸点较低熔、沸点高一般较高、部分较低熔、沸点较高导热性不良不良良好不良导电性差,有些溶于水可导电多数差良好固态不导电,熔化或溶于水能导电机械加工性能不良不良良好不良硬度硬度较小高硬度一般较高、部分较低略硬而脆溶解性相似相溶不溶不溶,但有的反应多数溶于水,难溶于有机溶剂3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定:离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数(离子键强弱)决定,分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定,原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定,且共价键越强,熔点越高。
4、金属熔沸点高低的比较:(1)同周期金属单质,从左到右(如Na、Mg、Al)熔沸点升高。
(2)同主族金属单质,从上到下(如碱金属)熔沸点降低。
(3)合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大,如汞常温为液体,熔点很低(-38.9℃),而铁等金属熔点很高(1535℃)。
晶体结构与性质知识点总结大一

晶体结构与性质知识点总结大一晶体结构与性质知识点总结晶体是由具有一定规则排列方式的原子、离子或分子组成的固体物质,拥有特定的结构和性质。
晶体结构与性质是材料科学与化学领域的重要基础知识,对于理解和研究材料的性质、制备工艺以及应用具有重要意义。
本文将对晶体结构与性质的相关知识点进行总结。
一、晶体结构1. 空间点阵:晶体的基本结构单位是晶胞,晶胞在空间的无限重复构成空间点阵。
六种常见的空间点阵包括:立方点阵、四方点阵、正交点阵、六方点阵、单斜点阵和三斜点阵。
2. 晶体的晶格参数:晶体的晶格参数是对晶格进行定量描述的基本参数,包括晶格常数、晶胞参数和晶胞角度。
晶格常数是指晶胞的尺寸,晶胞参数是指晶体中原子间距的大小,晶胞角度则描述了晶体中原子间的排列方式。
3. 晶体的晶系:根据晶体的对称性,可以将晶体分为七个晶系,分别为立方晶系、四方晶系、正交晶系、六方晶系、三斜晶系、单斜晶系和菱面晶系。
每个晶系都具有特定的组成、结构和性质。
4. 晶体结构类型:根据晶体结构的特征,可以将晶体分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等。
各类晶体的结构特点不同,从而决定了它们的性质和用途。
5. 点阵缺陷:晶体中可能存在的点阵缺陷包括空位、层错、插入固溶体和间隙固溶体等。
这些点阵缺陷对晶体的导电性、热导率和力学性能等起着重要的影响。
二、晶体性质1. 光学性质:晶体在光的照射下表现出特定的光学性质,包括吸收、折射、散射和双折射等。
不同晶体的光学性质可用于光学器件、光纤通信和激光技术等领域。
2. 电学性质:晶体的电学性质与晶体结构和成分密切相关。
离子晶体具有良好的导电性,而共价晶体和分子晶体通常是绝缘体或半导体。
晶体的电导率、电介质性能和电子输运性质等是电学性质的重要指标。
3. 磁学性质:晶体的磁学性质与晶体结构和电子自旋有关。
常见的磁性晶体包括铁磁体、反铁磁体和顺磁体等。
磁性晶体在磁记录、磁存储和磁共振成像等方面具有广泛应用。
晶体结构与性质知识总结

晶体结构与性质知识总结晶体是由原子、离子或分子组成的固体,它们按照一定的规则排列而形成的,在空间上具有周期性的结构。
晶体的结构与性质密切相关,下面对晶体的结构和性质进行总结。
一、晶体的结构:1.晶体的基本单位:晶体的基本单位是晶胞,它是晶格的最小重复单位。
晶胞可以是点状(原子)、离子状(离子)或分子状(分子)。
2.晶格:晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构,它由晶胞重复堆积而成。
晶格可以通过指标来描述,如立方晶系的简单立方晶格用(100)、(010)和(001)来表示。
3.晶系:晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。
4.点阵:点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。
常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。
5.晶体的常见缺陷:晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等;线缺陷包括晶体的位错和附加平面等;面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。
二、晶体的性质:1.晶体的光学性质:晶体对光有吸收、透射和反射等作用,这取决于晶格结构和晶胞的对称性。
晶体在光学显微镜下观察时,有明亮的晶体颗粒。
2.晶体的热学性质:晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。
晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关,不同晶体的热传导性能差异很大。
3.晶体的电学性质:晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。
一些晶体可以具有金属导电性,例如铜、银和金等;而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。
4.晶体的力学性质:晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。
晶体在受力作用下可能发生形变,这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。
5.晶体的化学性质:晶体的化学性质取决于晶体的成分和结构。
晶体可能与其他物质发生化学反应,形成新的物质。
晶体的化学性质对其功能和应用具有重要影响。
综上所述,晶体的结构与性质密切相关。
晶体相关知识点总结

晶体相关知识点总结一、基本概念1. 晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的固体结构。
晶体具有高度有序性,具有一定的周期性和对称性。
晶体是凝聚态物质的一种主要形式,占据了固态物质的绝大部分。
2. 晶体的种类根据晶体结构的不同,晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的物理性质和化学性质。
3. 晶体的分类根据晶体的外部形态,晶体可以分为单斜晶、正交晶、菱形晶、六方晶、四方晶、立方晶等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的外部形态和对称性。
二、晶体结构1. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和规律。
晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构两种形式。
周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列具有一定的周期性,具有明显的晶格和对称性。
非周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列没有明显的周期性,没有规则的晶格和对称性。
2. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子、离子或分子所构成的三维空间排列的规则结构。
晶格可以分为周期性晶格和非周期性晶格两种类型。
周期性晶格是指晶格具有明显的周期性,有规则的排列和对称性。
非周期性晶格是指晶格没有明显的周期性,没有规则的排列和对称性。
3. 晶体的晶胞晶胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位。
晶胞可以分为原胞和扩展晶胞两种类型。
原胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位,包含了一个或多个原子、离子或分子。
扩展晶胞是指原胞在晶体结构中的重复排列,是构成晶体的基本单位。
三、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程晶体生长是指在溶液、熔体或气相中,原子、离子或分子从溶液中萃取并在已生成的晶体上沉积,形成新晶体的过程。
晶体生长的基本过程包括成核、生长和成形几个阶段,成核是指溶液中原子、离子或分子聚集形成晶体的核心;生长是指晶体核心上原子、离子或分子的进一步沉积和排列生长;成形是指晶体的表面形态和结晶过程。
高中化学知识点详解晶体结构

高中化学知识点详解晶体结构晶体结构是高中化学中重要的知识点之一,它涉及到晶体的组成、排列和结构等方面。
本文将详细解析晶体结构的相关概念和特征。
晶体是由一定数量的原子、离子或分子按照一定的规律结合在一起形成的具有规则外观的固体物质。
晶体的结构对其性质和应用具有重要影响。
晶体结构可以通过实验方法和理论模型来研究和解释。
1. 晶体的基本组成晶体的基本组成单位分为晶体胞和晶胞内的基本组织。
晶体胞是晶格的最小重复单位,可以通过平移操作来无限重复整个晶体结构。
晶胞内的基本组织是晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
2. 晶体的晶格类型晶体的晶格类型可以分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、三斜晶系、五类三方晶系和六斜晶系。
不同的晶格类型对应着晶胞的不同形状,给晶体带来了不同的结构和性质。
3. 晶体的点阵晶体的点阵是晶格具有的一个特征,它描述了晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
点阵可以分为简单点阵、面心立方点阵和密堆积点阵。
不同的点阵结构给晶体带来了不同的物理和化学性质。
4. 晶体的组成晶体的组成可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体四种类型。
离子晶体由阳离子和阴离子按照一定的配位比例组成,共价晶体由原子通过共用电子而形成,金属晶体则是由金属原子通过金属键连接在一起,而分子晶体则是由分子通过范德华力相互作用形成。
5. 晶体的结构特征晶体的结构特征包括晶胞参数、平均密度、元素比例和晶胞中原子、离子或分子的具体排列方式等。
通过实验和理论模型的分析,可以确定晶体的结构特征,并进一步研究其性质和应用。
总结起来,晶体结构是由晶体胞和胞内基本组织构成的,晶格类型和点阵类型直接影响晶体的结构和性质。
晶体的组成类型包括离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
通过对晶体的结构特征的研究和分析,可以进一步揭示其性质和应用。
通过本文的详解,我们对高中化学中的晶体结构有了更深入的了解,希望对学习和掌握该知识点有所帮助。
晶体结构总结

晶体结构总结简介无机化学中,晶体结构是研究物质的有序排列方式和性质的重要方面。
晶体结构的研究对于理解和预测物质的物理、化学性质具有重要意义。
本文将对晶体结构的基本概念、分类和研究方法进行总结。
晶体结构的基本概念晶体是由原子、离子或分子等构成的周期性有序排列的固体。
晶体结构是指晶体中原子或离子的有序排列方式,决定了物质的物理、化学性质。
晶体结构的基本概念包括晶胞、晶格和晶体面。
晶胞是指晶体中最小的重复单元,可以看作是一个几何体,它的外形和大小由晶体的结构决定。
晶格是晶体中原子或离子的有序排列方式,可以看作是晶体中的虚拟网格。
晶格中的点被称为胞内原子或离子。
晶体面则是晶胞的界面,由一组晶胞面构成。
晶体结构的分类根据晶胞的对称性,晶体结构可以分为离散晶体和连续晶体。
离散晶体是指晶胞中只有少数几个原子或离子,它们之间通过化学键或相互作用力保持结合。
离散晶体常见的结构类型包括离子晶体、共价晶体和金属晶体。
连续晶体是指晶胞中包含大量的原子、离子或分子,它们之间通过一系列规则的对称操作排列。
连续晶体常见的结构类型包括简单晶格、面心立方晶格和体心立方晶格等。
晶体结构的研究方法研究晶体结构的方法主要包括晶体衍射和晶体结构分析。
晶体衍射是通过将射线照射到晶体上,测量从晶体中射出的衍射波的方向和强度来研究晶体结构。
常用的晶体衍射方法包括X射线衍射、中子衍射和电子衍射等。
晶体结构分析是利用实验数据和计算方法确定晶体的原子或离子排列方式。
常用的晶体结构分析方法包括X射线单晶衍射、粉末衍射和电子显微镜等。
结论晶体结构是无机化学中的重要研究领域,对于理解和预测物质的性质至关重要。
通过研究晶体结构,人们可以深入揭示物质中原子、离子或分子的排列方式,从而为材料科学、催化剂设计等领域提供基础的理论支持。
参考文献1. 王道,无机化学基础,化学工业出版社,2010。
2. 高清榜,晶体学导论,科学出版社,2012。
3. 晶体结构与理论组,无机化学实验,化学工业出版社,2015。
晶体结构与性质知识总结(完善)

3—1、晶体的常识一、晶体和非晶体1、概述——自然界中绝大多数物质是固体,固体分为和两大类.*自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质.本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。
*晶体不因颗粒大小而改变,许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形,但在显微镜下仍可看到。
* 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当,熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。
*各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的二、晶胞1、定义——描述晶体结构的基本单元.2、特征-—(1)习惯采用的晶胞都是体,同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。
(2)整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置"而成。
<1〉所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙;〈2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系(1)处于内部的粒子,属于晶胞,有几个算几个均属于某一晶胞。
(2)处于面上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞.(3)处于90度棱上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞.(4)处于90度顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于60度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于120度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。
4、例举三、分类晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。
3—2、分子晶体和原子晶体一、分子晶体1、定义——只含分子的晶体。
2、组成粒子——。
3、存在作用—-组成粒子间的作用为(),多原子分子内部原子间的作用为。
*分子晶体中定含有分子间作用力,定含有共价键。
*分子间作用力于化学键.4、物理性质(1)熔沸点与硬度-—融化和变形只需要克服,所以熔沸点、硬度,部分分子晶体还可以升华。
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第七章 晶体结构第一节 晶体的基本概念一、晶体概述固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等)在空间排列是否长程有序分成晶体(Crystal )和非晶体(又称为无定形体、玻璃体等)两类。
所谓长程有序,是指组成固态物质的粒子在三维空间按一定方式周期性的重复排列,从而使晶体成为长程有序结构。
长程有序体现了平移对称性等晶体的性质。
与晶体相反,非晶体(Non-crystal )内部的粒子(分子、原子或离子等)在空间排列不是长程有序的,而是杂乱无章的排列。
例如橡胶、玻璃等都是非晶体。
晶体内部各部分的宏观性质相同,称为晶体性质的均匀性。
非晶体也有均匀性,尽管起因与晶体不同。
晶体特有的性质是异向性、自范性、对称性、确定的熔点、X 光衍射效应、晶体的缺陷等。
对于长程有序的晶体结构来说,若了解了其周期性重复单位的结构及排列方式,就了解了整个晶体的结构。
可见,周期性重复单位对认识晶体结构非常重要。
在长程有序的晶体结构中,周期性重复的单位(一般是平行六面体)有多种不同的选取方法。
按照对称性高、体积尽量小的原则选择的周期性重复单位(平面上的重复单位是平行四边形,空间中的重复单位是平行六面体),就是正当晶胞,一般称为晶胞(Crystal cell )。
二、晶胞及以晶胞为基础的计算1. 晶胞的两个要素晶胞是代表晶体结构的最小单元,它有两个要素:一是晶胞的大小、型式,晶胞的大小可由晶胞参数确定,晶胞的型式是指素晶胞或复晶胞。
二是晶胞的内容,是指晶胞中原子的种类和位置,表示原子位置要用分数坐标。
晶体可由三个不相平行的矢量a , b , c 划分成晶胞,适量a , b , c 的长度a , b , c 及其相互之间的夹角α, β, γ称为晶胞参数,其中α是矢量b 和c 之间的交角,β是矢量a 和c 之间的交角,γ是矢量a 和b 之间的交角。
素晶胞是指只包含一个重复单位的晶胞,复晶胞是指只包含一个以上重复单位的晶胞。
分数坐标是指原子在晶胞中的坐标参数(x , y , z ),坐标参数(x , y , z )是由晶胞原点指向原子的矢量r 用单位矢量a , b , c 表达,即r = x a + y b + z c如图所示晶体,小球和大球的分数坐标分别为 小球:)21,21,21( ),21,0,0( ),0,21,0( ),0,0,21( 大球:)21,21,0( ),21,0,21( ),0,21,21( ),0,0,0( 2. 以晶胞为基础的计算(1)根据晶体的化学式计算密度:D =ZM/N A V ,M 是晶体化学式的相对式量,Z 是一个晶胞中包含化学式的个数,V 是晶胞的体积,N A 是阿佛加德罗常数。
(2)利用晶胞参数推求原子半径或化学键长,需要根据不同的晶胞推求出晶胞参数和原子半径或化学键长的不同关系。
(3)计算晶体中原子之间的距离,一般根据晶胞参数和原子的分数坐标求出。
(4)求晶体的空间利用率或空隙率,空间利用率是指晶胞中所有原子体积占整个晶胞体积的百分数,空隙率可由空间利用率求出。
(5)推求每个原子平均分摊到的空隙数、空隙的大小、空隙的分布及离子占据多面体空隙的分数。
(6)推求晶体的化学式或分子式,在推求化学式时,顶点原子对晶胞的贡献是81,面上原子对晶胞的贡献是21,棱上原子对晶胞的贡献是41,晶胞内部原子对晶胞的贡献是1。
(7)利用已知晶体理解另一种晶体,一般是指由熟悉的晶体结构来理解相对复杂的晶体结构。
(8)根据已知信息画出晶胞(画法可以有几种, 但必须根据其它条件分辨正确的晶胞),画出的晶胞一要符合晶胞的要求,二要符合所给信息。
(9)根据空隙推求化学式,这需要根据原子数、空隙数、晶胞等之间的关系来推求。
(10)根据晶胞结构来推求原子的配位数。
配位数是指晶体中一个原子周围与这个原子相接触的其他原子的数目。
对只有一种阴离子和一种阳离子组成的二元晶体来说,化学组成比与正负离子配位数比成反比:+--+=CN CN n n 。
第二节 金属晶体 一、密堆积原理与金属的最密堆积 晶体中,当微粒之间的相互作用力无方向性和饱和性时,它们总是倾向于采取相互配位数高、能充分利用空间的堆积密度大的那些结构。
这样的结构由于充分利用了空间, 使体系的势能尽可能降低, 从而保证晶体结构的稳定性。
这就是密堆积原理。
对于同一种金属形成的晶体来说,可以看成是半径相等圆球的密堆积,也就是等径圆球的密堆积。
等径圆球以最密集的方式排成一列(密置列),进而并置成一层(密置层),再叠成两层(密置双层),都只有一种方式。
(说明:本节金属单质晶体的球堆积图上,球都是同种原子,色彩只用来区别不同的密置层或不同环境)。
在两个密置层上堆积第三个密置层时,有两种方式,一是第三层的圆球与第一层的圆球投影位置相同,相当于第三层与第一层上下重合,这种最密堆积方式成为ABABAB……型堆积,称为A 3最密堆积;二是第三层的圆球与第一层圆球的三角形空隙投影位置相同,相当于这三个密置层中圆球的位置都完全错开,这种最密堆积方式成为ABCABCABC……型堆积,称为A 1最密堆积。
无论是那种最密堆积,都只形成两种空隙,分别是正四面体空隙和正八面体空隙,原子数与正四面体空隙和正八面体空隙数之比为:1:2:1。
1. 从A3最密堆积中可以划分出六方晶胞。
A3最密堆积形成六方晶胞的一些性质如下:①原子的分数坐标:)21,31,32( ),0,0,0((与坐标原点选取有关); ②密置层所在位置:与c 轴垂直;③晶胞参数与原子半径r 的关系:O O 120,90 ,23838 ,2=======γβαr a c r b a ; ④正四面体空隙的中心坐标:)85,0,0( ),83,0,0( ),87,31,32( ),81,31,32(;正八面体空隙的中心坐标:)43,32,31( ),41,32,31((注意对应①中原子的分数坐标); ⑤A3型最密堆积的空间利用率:空间利用率=晶胞中所有原子的总体积之和/晶胞的体积。
3282)3(238r r r r V =⨯⨯⋅=晶胞,3342r V π⋅=圆球, ABAB …型密堆积 ABCABC …型密堆积 c空间利用率:%05.742312834233==⋅=ππr r V V 晶胞圆球; ⑥每个原子的配位数是12。
A3型最密堆积中原子配位多面体的结构如图。
2. 从A1最密堆积中可以划分出面心立方晶胞。
A1最密堆积形成面心立方晶胞的一些性质如下: ①原子的分数坐标:)21,21,0( ),21,0,21( ),0,21,21(),0,0,0((与坐标原点选取无关); ②密置层所在位置:与晶胞的体对角线垂直;③晶胞参数与原子半径r 的关系:O 90 ,22======γβαr c b a ;④正四面体空隙的中心坐标:)43,43,43( ),43,43,41( ),43,41,43( ),43,41,41( ),41,43,43( ),41,43,41( ),41,41,43( ),41,41,41(;正八面体空隙的中心坐标:)21,21,21( ),0,0,21( ),0,21,0( ),21,0,0(; ⑤A1型最密堆积的空间利用率:33216)22(r r V ==晶胞,3344r V π⋅=圆球, 空间利用率:%05.7423121634433==⋅=ππr r V V 晶胞圆球; ⑥每个原子的配位数是12。
A1型最密堆积中原子配位多面体的结构如图。
二、A2和A4型金属晶体1. 从A2型密堆积中可以划分出体心立方晶胞。
A2型密堆积形成体心立方晶胞的一些性质如下: ①原子的分数坐标:)21,21,21( ),0,0,0(; ②晶胞参数与原子半径r 的关系:O 90 ,34======γβαr c b a ; ③A2型密堆积的空间利用率:333364)34(r r V ==晶胞,3342r V π⋅=圆球, 空间利用率:%02.6883336434233==⋅=ππr r V V 晶胞圆球; ④每个原子的配位数是8。
原子配位多面体是立方体。
2. A4型堆积形成立方晶胞的一些性质如下:①原子的分数坐标(与坐标原点选取有关): ),0,21,21( ),21,0,21( ),21,21,0( ),0,0,0( )43,43,41( ),43,41,43( ),41,43,43( ),41,41,41( ; ②晶胞参数与原子半径r 的关系:O 90 ,38======γβαr c b a ; ③A2型密堆积的空间利用率:3333512)38(r r V ==晶胞,3348r V π⋅=圆球, 空间利用率:%01.341633351234833==⋅=ππr r V V 晶胞圆球; ④每个原子的配位数是4,原子配位多面体是正四面体。
三、合金的结构和性质由两种或两种以上的金属或非金属所组成的具有金属特性的物质。
一般通过熔合成均匀液体后凝固而得到。
根据组成元素的数目,可分为二元合金、三元合金和多元合金。
根据结构的不同,合金主要类型是:(1)混合物合金(共熔混合物),当液态合金凝固时,构成合金的各组分分别结晶而成的合金,如焊锡、铋镉合金等;(2)固熔体合金,当液态合金凝固时形成固溶体的合金,如金银合金等;(3)金属互化物合金,各组分相互形成化合物的合金,如铜、锌组成的黄铜(β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜)等。
合金的许多性能一般优于纯金属,故在应用材料中大多使用合金(如铁合金、不锈钢等)。
各类型合金都有以下通性:(1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点;(2)硬度一般比其组分中任一金属的硬度大;(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。
利用合金的这一特性,可以制造高电阻和高热阻材料。
还可制造有特殊性能的材料,如在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢,有广泛的用途。
第三节 离子晶体一、离子晶体的堆积与填隙模型离子化合物中, 正、负离子的电子云近似球形对称的, 因此离子之间的相互作用没有方向性。
在离子晶体中, 正、负离子的大小不同, 因此可以看成是不等径圆球的密堆积, 在堆积中每种离子与尽量多的异号离子接触, 从而使体系的能量尽可能低。
一般的离子晶体中,负离子的半径较大,因此可以看成是负离子按一定方式堆积起来,较小的正离子嵌入到负离子之间的空隙中去, 这样一个正离子周围的负离子数(即正离子的配位数)将受正、负离子半径 r +/r -比的限制。
极化效应很小时,决定正离子配位数CN +的主要因素是正负离子半径比r +/r - 。
离子半径比与配位数的关系如下:r +/r - 配位数 配位多面体的构型0.155~0.225 3 三角形0.225~0.414 4 四面体0.414~0.732 6 八面体(NaCl 型)0.732~1.000 8 立方体(CsCl 型)1.000 12 最密堆积对于只有1种正离子和1种负离子组成的晶体,正离子配位数CN +和负离子配位数CN -与化学组成比 n +/n -之间的关系是:CN -/CN +=n +/n -。