晶体结构
第一章晶体的结构
求晶面指数的方法
OA1 ra1, OA2 sa2 , OA3 ta3
h1 : h2 : h3 1 1 1 : : r s t
n
N
a3
O
d
a2
A2 A1
a1
设 a 1 , a 2 , a 3的末端上的格点分别在离原点距离h1d、h2d、
h3d的晶面上，这里 h1、h2、h3为整数 。 基矢
格点只在顶角上，内部和面上都不包含其他格点，整个原胞 只包含一个格点。
3、晶胞
原胞往往不能反映晶体的对称性
晶胞：能反映晶体对称性的最小结构重复单元
是原胞的数倍。晶胞的基矢用 a b c
原胞:
表示
a1 a2 a3
*几种典型晶体结构的原胞和晶胞
每种原子都各自构成一种相同的Bravais格子，这些Bravais 格子相互错开一段距离，相互套构而形成的格子。即复式 格子是由若干相同的Bravais格子相互位移套构而成的。
*几种典型的复式晶格
NaCl结构（Sodium Chloride structure ） 复式面心立方
例：MgO、KCl、AgBr 等
用来描述晶体中原子排列的紧密程度，原子排 列越紧密，配位数越大
简单立方（简立方）(simple cubic, sc)
配位数
6
晶胞内有 1 个原子
体心立方( body-centered cubic, bcc )
排列：ABABAB……
配位数
8
晶胞内有 2 个原子 具有体心立方结构的金属晶体：LI、Na、K、Fe等
重复周期为二层。形成AB AB AB· · · · · · 方式排列。
具有六角结构的金属： Mg，Co，Zn等
各类晶体的结构特点及原理
各类晶体的结构特点及原理
1. 离子晶体
离子晶体结构由正负离子组合而成，晶格结构密集，通常具有高的熔点和硬度。
离子晶体的结构特点是电荷数目相同、电荷半径相同的离子更容易形成稳定晶体结构，同时这种结构具有密度较大、硬度较高的特点。
本质原理是静电相互作用力。
2. 共价晶体
共价晶体的结构由原子之间共享电子所形成的键组成，具有高的熔点和硬度。
共价晶体的结构特点是原子之间三维构形复杂，键长和角度较小，具有高度的均一性和密度较大的特点。
本质原理是共价键形成。
3. 分子晶体
分子晶体由分子间的弱相互作用力形成，通常具有较低的熔点和硬度，易受到温度和压力的影响。
分子晶体的结构特点是分子内部有较强的相互配合作用力，分子之间的相互作用比较弱，因此易于形成非常规的晶体结构。
本质原理是分子间的各种相互作用力。
4. 金属晶体
金属晶体由金属原子形成的金属键构成，具有高的熔点和可塑性。
金属晶体的结构特点是金属原子在晶体结构中彼此贯穿，并通过金属键形成三维连续的大离子体系，其硬度较低，但具有高度可塑性和导电性。
本质原理是金属键形成。
总的来说，晶体的结构特点是由其组成成分的物理特性所决定，晶体的原理是在特定的物理条件下，原子或分子之间的相互作用力所导致的有序排列。
14种晶体结构
14种晶体结构晶体是由原子、分子或福隔离子按照一定的空间规则排列而成的有序固体。
晶体结构是指晶体中原子、离子或分子排列的规则和顺序。
在固体物质中，晶体结构的种类有很多种，其中比较常见的有以下14种：1. 立方晶体结构：最简单的晶体结构之一，具有三个等长的边和六个等角，包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。
2. 六方晶体结构：其晶胞的基本结构是六方密堆，其中最典型的就是六方晶体和螺旋晶体。
3. 正交晶体结构：晶胞具有三个不相互垂直的晶轴，分别被称为a、b 和c 轴，是最常见的晶体结构之一。
4. 单斜晶体结构：晶胞具有两个不相互垂直的晶轴，是晶体结构中的一种。
5. 三方晶体结构：具有三个相等的轴，夹角为60度，最常见的晶体结构之一是石英。
6. 菱晶体结构：晶胞内部有四面体结构，是一种简单的晶体结构。
7. 钙钛矿晶体结构：一种具有钙钛矿结构的晶体，包括钙钛矿结构和螺旋钙钛矿结构。
8. 蜗牛晶体结构：晶胞的形状像一只蜗牛的壳，是晶体结构中的一种。
9. 立方密排晶体结构：晶胞的结构是立方密排，是晶体结构中的一种。
10. 体心立方晶体结构：晶体结构的晶胞中有一个原子位于晶体的中心，是晶体结构中的一种。
11. 面心立方晶体结构：晶体结构的晶胞的各个面的中心有一个原子，是晶体结构中的一种。
12. 钻石晶体结构：晶体结构的晶胞构成了一种钻石结构，是晶体结构中的一种。
13. 银晶体结构：晶体结构的晶胞构成了一种银结构，是晶体结构中的一种。
14. 锶钛矿晶体结构：晶体结构的晶胞构成了一种锶钛矿结构，是晶体结构中的一种。
晶体结构的种类繁多，每种晶体结构都有其独特的结构特点和性质，对晶体的物理和化学性质有着重要的影响。
研究晶体结构不仅可以帮助我们更好地了解晶体的构成和性质，还有助于我们在材料科学、物理化学等领域的应用和研究。
因此，对晶体结构的研究具有重要的科学意义和应用价值。
晶体结构
晶体结构和布拉菲格子的区别
晶体结构和布拉菲格子的区别
基矢 原胞 晶胞（单胞）
初基元胞 点阵的基本 平移矢量。
有多种取法。
12面体
14面体
布拉伐格子 晶向 晶面
标志？
互质的整数（h1h2h3）-----晶面指数
若以单胞的棱a，b，c为坐标系对应的指数（h1h2h3）----miller index
33 23
13
32 22 12
31
33 11
21 31 13;32 12 32 0
11
23 21 21 0
同样若沿Z轴作对称操作-转动900
0 1 0 A 1 0 0
0 0 1
A1A
22
0
0
11
0
13
11
0
0
22
13
0
0 31 33
31 0 33
7晶系14种Bravais Lattice介绍
可以证明，由于对称性的要求，共有14种Bravais Lattice， 分为7个晶系（点阵只有7种点群）。 对称操作群{D/t} D--点（宏观）对称操作; t--平移对称操作. 点阵点群-------{D/t=0}7个7个晶系 点阵空间群-------{D/t}14个14 lattices
绪论
������ 固体物理是研究固体的结构和其组成粒子之间的相互作用 及运动规律，以阐明其性能和用途的学科。
固体的分类 晶体（晶态）：原子按一定的周期规则排列的固体（长程有序)。 非晶体（非晶态）：原子排列没有明确的周期性（短程有序)。
晶体结构与缺陷
晶体结构与缺陷晶体是一种有着高度有序排列的原子、离子或分子的固体材料。
晶体的结构对其性质和应用具有重要影响，而缺陷则是晶体中不完美的部分。
本文将探讨晶体结构、晶格缺陷和它们在材料中的影响。
一、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。
晶体的结构可以通过晶体学方法（如X射线衍射）来表征。
根据晶体的结构特征，可以将晶体分为多种类型，包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系等。
晶体结构的基本单位是晶胞，晶胞由晶体中最小的重复单元构成。
在晶体结构中，晶胞有各种不同的排列方式，例如简单立方晶胞、面心立方晶胞和体心立方晶胞。
这些不同的排列方式导致了不同类型的晶体结构。
二、晶格缺陷晶格缺陷是指晶体中原子、离子或分子位置的非理想性质。
晶格缺陷可以通过外部环境和材料制备过程中的条件引入。
晶格缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
1. 点缺陷点缺陷是指晶体中少数几个原子、离子或分子的位置与理想排列位置有所偏离。
最常见的点缺陷是空位缺陷和杂质缺陷。
空位缺陷是指晶体中某个位置上的原子或离子缺失，而杂质缺陷是指原子或离子被其他类型的原子或离子替代。
点缺陷可以对晶体的性质和行为产生重要影响。
例如，在半导体材料中，控制杂质缺陷的浓度可以改变材料的电导率。
在金属材料中，点缺陷可以影响金属的硬度、延展性和热导率等物理性能。
2. 线缺陷线缺陷是指晶体中沿某个方向出现的缺陷线。
常见的线缺陷包括位错和螺旋位错。
位错是晶体中原子排列顺序的偏移，而螺旋位错则是沿某个方向上原子排列的扭曲。
线缺陷可以导致晶体的塑性变形和断裂行为。
位错的运动可以使晶体发生滑移，从而导致材料的塑性变形。
而螺旋位错则可以在晶体中形成螺旋状的断裂。
3. 面缺陷面缺陷是指晶体中的平面缺陷。
最常见的面缺陷是晶界和孪晶。
晶界是两个晶粒之间的界面，它们的晶体结构可能有所不同。
孪晶是指两个对称的晶体结构在某个面上镜面对称的结合。
面缺陷可以对晶体的物理性能产生重要影响。
晶界可以影响晶体的弹性模量和导电性能。
晶体的结构与性质
晶体的结构与性质晶体是由原子、分子或离子有序排列组成的固体物质。
它们具有高度的周期性和对称性，这导致了晶体与其他非晶体固体在性质上的差异。
晶体的结构决定了它们的物理和化学性质。
本文将探讨晶体的结构与性质之间的关系，并介绍一些常见的晶体结构。
一、晶体的结构晶体的结构是指晶体中原子、分子或离子的排列方式。
晶体的结构可以通过X射线衍射等实验方法进行研究和确定。
根据晶体结构的不同，可以将晶体分为正交晶系、立方晶系、六方晶系、四方晶系、三斜晶系和三角晶系等几个主要类别。
在晶体的结构中，原子、分子或离子按照一定的规则排列，形成周期性的空间网络。
这个空间网络由晶格点和晶胞构成。
晶格点是晶体结构中最小的重复单元，晶胞则是由一个或多个晶格点组成的空间区域。
不同的晶体结构具有不同的特点。
例如，立方晶系的晶体结构具有最高的对称性，晶格点位于立方体的顶点、中心和边心位置等规则位置。
而六方晶系的晶体结构则具有六角形晶胞和六方柱的对称性。
二、晶体的性质晶体在许多性质上与非晶体有明显的区别。
晶体的周期性结构导致了许多特殊的物理和化学性质。
1. 光学性质：由于晶体结构的周期性，晶体对光的传播和吸收具有特殊的规律性。
晶体可以表现出各种各样的光学效应，如散射、折射、吸收和双折射等。
这些光学性质常常用于晶体的识别和应用。
2. 热性质：晶体的热导性和热膨胀性与其结构有密切关系。
晶体的周期性结构使得热能在其中传导时受到阻碍，导致晶体具有较低的热导率。
此外，晶体的热膨胀性也因结构的周期性而呈现出特殊的规律性。
3. 电学性质：晶体中的离子或电子在结构的作用下呈现出特定的电学性质。
晶体可以表现出正电介质、负电介质、半导体和导体等不同的电导特性。
这些性质与晶体中离子或电子的移动、相互作用以及能带结构等因素密切相关。
4. 力学性质：晶体的结构对其力学性质也有显著的影响。
晶体的硬度、断裂韧性、弹性模量等力学特性与晶体结构的紧密程度、原子排列的方式等因素有关。
晶体结构
形成 ６ 个六元环。
5．在金刚石晶体中碳原子个数与C－C共价键个数之
比是 1 ︰ 2 ６.在金刚石晶胞中占有的碳原子数 8个
二氧化硅的晶体结构
Si
O
180º
109º28´
共价键
小结：
1. 在SiO2晶体中，每个硅原子与 4 个氧原子
结晶合体；中每硅个原氧子原与子 氧与 原子2个个数硅之原比子是结合1；：在2 S。iO2
2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 4 个共
价键；每个氧原子形成 2 个共价键； 3. 在SiO2 晶体中，最小环为 12 元环。 4.1molSiO2晶体含共价键 4mo。l
石墨的晶体结构模型
石墨的晶体结构
石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原 子排成六边形，每个碳原子都与其他3个 碳原子以共价键结合，形成平面的网状结 构。在层与层之间，是以分子间作用力相 结合的。由于同一层的碳原子间以较强的 共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于 层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑 动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶 体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。
2、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分
析其构成。每个晶胞中有 4 个Cl- 4
Na+，有
3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等 的Na+有 12 个
4、在每个Na+周围与它最近的且距离相等 的Cl-所围成的空间结构为 正八面体 体
图氯 化 铯 晶 体 结 构 示 意
氯化铯的晶胞
【 CsCl 型 】
六方最密堆积分解图
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
晶体结构
1、点阵：按连接其中任意两点的向量进行平移后，均能复原
的一组点。 如 等径密置球
. a. . . . . . . .
3a
特点:①点阵是由无限多个点组成;
②每个点周围的环境相同;
③同一个方向上相邻点之间的距离一样.
晶体结构 = 点阵+结构基元
1、直线点阵：一维点阵 如：结构 结构基元：
点阵
.
a
.
2a
六、晶面指标（符号）和有理指数定律： 由于不同方向的晶面结构微粒排列的情况不同，导致物理 性质不一样——各向异性。
用晶面表示不同的平面点阵组，那晶面在三个晶轴上的倒
易截数之比——晶面指标。 如图 某晶面在坐标轴上的截面 截距
z
4c
2a , 3b , 4c
y
c b 2 3 4 截数 a 3b 1 1 1 2a 倒易截数 （643） 2 3 4 x 倒易截数之比：1/2：1/3：1/4 = 6：4：3 ，为整数 1 1 1 符号化—倒易截数之比： : : h : k : l hkl 为晶面指标 r s t
a b c , 900
一个 6 或 6
一个 4 或 4 一个 3 或 3 三个 2 一个 2 无（仅有i ）
1200
a b c, 900
a b c, 900
a b c, 900
C2V , D2 , D2 h
, , ;
V , M r , Z , DC 等
Beq ,U eq
原子坐标及等效温度因子： x , y , z;
分子结构参数：键长，键角，最小二乘平面等 绘出分子结构图，晶胞堆积图等 分析结构特征，解释结构与性能之间的关系。
晶体结构(共78张PPT)
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
晶体结构
第五章 晶体结构安徽师范大学化学与材料科学学院§51晶体的点阵理论晶体具有按一定几何规律排列的内部结构，即晶 体由原子(离子、原子团或离子团)近似无限地、在三 维空间周期性地呈重复排列而成。
这种结构上的长 程有序，是晶体与气体、液体以及非晶态固体的本 质区别。
晶体的内部结构称为晶体结构。
1. 晶体的结构特征(1)均匀性(2) 各向异性(3) 自发形成多面体外形(4) 具有确定的熔点(5) 对称性(6) X射线衍射2.周期性下面两个图形均表现出周期性：沿直线方向，每 隔相同的距离，就会出现相同的图案。
如果在图形 中划出一个最小的重复单位（阴影部分所示），通 过平移，将该单位沿直线向两端周期性重复排列， 就构成了上面的图形。
最小重复单位的选择不是唯一的，例如，在图(a) 中，下面任何一个图案都可以作为最小的重复单位。
点的位置可以任意指定，可以在单位中或边缘的任 何位置，但一旦指定后，每个单位中的点的位置必须 相同。
如，不论点的位置如何选取，最后得到的一组点在空间 的取向以及相邻点的间距不会发生变化。
3.结构基元在晶体中，原子(离子、原子团或离子团)周期性地重 复排列。
上面我们在图形找出了最小的重复单位，类似 的，可以在晶体中划出结构基元。
结构基元是指晶体中 能够通过平移在空间重复排列的基本结构单位。
【例1】一维实例：在直线上等间距排列的原子。
一个原子组成一个结构基元，它同时也是基本的化学组成单位。
结构基元必须满足如下四个条件：化学组成相同；空间结构相 同；排列取向相同；周围环境相同。
【例2】一维实例：在伸展的聚乙烯链中，CH2CH2组成一个 结构基元，而不是CH2。
【例3】二维实例：层状石墨分子，其结构基元由两个C原子组 成(相邻的2个C原子的周围环境不同)。
结构基元可以有不同的选法，但其中的原子种类和数目应保 持不变。
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能带分为满带、导带、禁带
充满电子的较低能量的能带称为满带 未充满电子的较高能量的能带称为导带 满带与导带之间不存在电子能级的能量间隔称为禁带
按能带结构的不同，可将固体分为导体、半导体和绝缘 体。 只有在既有电子、又有空能级的能带中，电子才能自由 移动，从而可在电场作用下产生定向运动而导电。
金属具有如下图所示的几种类型的能带结构，因 此具有良好的导电性
2 晶体缺陷 理想晶体：晶体内每一个粒子的排列均完全符合某种规 律的晶体 实际晶体内部的点缺陷可分为空穴缺陷、置换缺陷和间 充缺陷。
a 空穴
b 置换
c 间充
晶体中的缺陷对晶体的物理、化学性质产生影响。如纯铁 中加入少量碳或某些金属可制得性能优良的合金钢；纯锗 中加入微量的镓或砷，可强化锗的半导体性能。
金属键理论可以定性解释金属的多数特征 导电性 自由电子在外电场影响下定向流动形成电 流使金属具有良好的导电性 导热性 金属的导热性也与自由电子有关，运动中 的自由电子与金属离子通过碰撞而交换能量进而将 能量从一个部位迅速传到另一个部位 延展性 与离子型和共价型物质不同，外力作用于 金属晶体时，正离子间发生的滑动不会导致键的断 裂，使金属表现出良好的延展性，从而便于机械加 工 一般说来，价电子比较多的金属熔、沸点相对比较高， 据认为这是由于更多的电子“下海”后增强了金属 键。价电子多的金属，其硬度和密度也比较大。
7.6 离子极化
问题提出：NaCl、CuCl晶体，阴、阳离子电荷相同，Na+ （ r = 97 pm）和Cu+的（r = 96 pm）半径相近，但性 质却有很大差别(NaCl 溶于水 而CuCl不溶) 原因：影响离子晶体的性质除离子电荷、离子半径外，还 有其它因素----即离子的电子构型 7.6.1 离子的电子构型 8 电子构型 如 Na+ 外电子构型 2s22p6 9～ 17 电子构型 如26Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 18 电子构型 如30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 电子构型如何影响离子晶体的性质，需从极化角度来说明
7.2.2 最简单的结构类型 AB型，只含有一种正离子和一种负离子，且两者电荷数 相同。 有三种类型： CsCl型 NaCl型 ZnS型
CsCl型：晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为8 NaCl型：晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为6 ZnS型： 晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为4
7.2.3 稳定性 离子晶体中的晶格的牢固程度，可用晶格能来衡量。 晶格能定义：标准态下，拆开单位物质的量的离子晶体使 其变为气态组分离子所吸收的能量。用符号“U”表示。 （也有人认为在标准态下，由气态阳离子和气态阴离子结 合成单位物质的量的离子晶体所放出的能量称为---）
定性比较： 近似：
Z Z U r r
对晶体构型相同的离子化合物而言，离子电荷 数越多， 核间距越小，晶格能越大，熔点较高，硬度较大。 思考题： NaCl和MgO都属离子晶体，为什么前者的熔点比后者 低，硬度比后者小?
7.3 原子晶体和分子晶体
7.3.1 原子晶体 晶格结点上排列的是原子，原子之间以共价键相结合。 例如，金刚石的晶体中，晶格结点上排列的是中性C原 子。 共价键键能很大，故原子晶体具有高的熔点、硬度 常见的原子晶体 单质→金刚石、单晶硅、单晶锗和单晶硼 化合物→碳化硅(SiC，也称金刚砂)、砷化镓(GaAs)、 方石英(SiO2)、碳化硼(B4C)、金刚石型的氮化硼(BN)和 氮化铝 （AlN）等
半导体与绝缘体的区别不是绝对的。绝缘体在通常情况 下是不导电的，但在高温或高压下，价带中的电子就有 可能穿越禁带、跃迁到导带，而使绝缘体变为半导体。 例如，零族元素单质可在高压下导电，并发出各种颜色 的光。“人造小太阳”就是在石英管中充有氙气的氙灯。
思考题
如何根据能带结构来说明温度对导体、半导体和绝缘体导电性的 不同影响? 最常见的导体是金属，金属的导电主要是通过导带中电子的定向 运动来实现的。当温度升高时，金属中离子的热振动加剧， 电子与它们碰撞的频率增加，使电子运动受到阻碍，从而使 金属导电能力下降。因此金属的导电性随温度升高而下降。 绝缘体由于禁带宽度较大（通常达到500kJ· mol-1），在一般 温度下，电子难以藉热运动从价带跃过禁带而迁移到导带中， 因此没有能自由运动的电子，即使升高温度也仍然不能导电。 但在很高的温度下有可能使少量价带电子热激发到导带而具 有半导体性质。 半导体的禁带宽度要小得多，一般在100kJ· mol-1左右，可 能有少数电子藉热激发，从价带跃迁到导带而成为能在电场 下运动的自由电子，所以有一定导电性。随温度升高，电子 的热激发增强，因此半导体的导电性随温度升高而增强
石墨单晶
晶体与非晶体在性质上的差异，是由其内部结构上的差 异造成的。 晶体：内部微粒(分子、原子或离子)的排列是有次序 的，有规律的，而且在不同的方向上排列往往不 同，因而造成了晶体的各向异性。 非晶体：内部微粒的排列是无次序的，无规律的 思考题：实验发现：在石英表面涂覆一层石蜡后，当用热 的针尖接触石蜡时，发现接触点周围的石蜡熔化成椭 圆形；当用玻璃代替石英实验时，发现接触点周围的 石蜡熔化成圆形。为什么? 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化。 如石英晶体熔化后迅速冷却，可以得到硅石玻璃 (非晶体) 热力学上讲，晶态比非晶态稳定
7.5 混合型晶体和晶体缺陷(自学)
1混合型晶体 晶体内同时存在着几种不同的作用力，具有几种晶体的结构和性质。 例：石墨 C以sp2杂化方式形成3条 sp2杂化轨道，分别与相邻的3个C原 子形成3条σ键，键角为120°，构成一 个正六角形的平面层。每个C原子还 有1个2p电子，其p轨道垂直于上述平 面层。这些相互平行的p轨道相互重叠 形成遍及整个平面层的大π键。大π键 中的电子能沿着层面流动，使石墨具 有良好的导电、导热性，工业上可用 作电极和冷却器。石墨晶体中层与层间的距离较远，作用力较小， 所以外力作用下易滑动，可作固体润滑剂。
另外还有一种体心立方密堆积，就是在由A球组成的立 方体中心堆积有B球 面心立方最密堆积 配位数为12 例Ca、Sr、Fe、Co、Ni 六方最密堆积 配位数为12 例Be、Mg、Y、Ce、Zr 体心立方密堆积 配位数为8 例Li、Na、Cs、Ba、Ti
2 金属键
与非金属原子相比，金属原子的半径比较大，核对价 电子的吸引力比较弱 价电子容易从金属原子上脱落下来汇集成所谓的“电 子海” 脱落下来的电子能在整个金属晶体中自由流动而被称 之为自由电子 金属中自由电子与金属正离子间的作用力叫做金属键， 正是这种作用力将金属原子“胶合”起来形成金属晶 体。 金属键不具有方向性和饱和性
NaCl晶体的晶胞
7.1.3 单晶体和多晶体( 自学)
晶体还可分为单晶和多晶。单晶是由一个晶核沿各个方向 均匀生长而成的，其晶体内部粒子基本上是按一定规则 整齐排列的，如单晶硅。通常的晶体是由很多单晶颗粒 杂乱聚结而成。尽管每颗晶粒是各向异性的，但由于晶 粒排列杂乱，各向异性互相抵消，使整个晶体失去了各 向异性的特征。这种晶体称为多晶，例如大多数金属及 其合金。
例如：在标态和298.15K下， NaCl(s) → Na+(g) + Cl-(g)
U= 786kJmol-1
NaCl 型 离子晶体 NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO
Z11 1 1 1 2 2 2 2
r+ /pm 95 95 95 95 65 99 113 135
低熔点合金
低熔点合金通常由锡、铅、铋等元素组成。 例如，质量分数50%的铋、25%的铅、12.5% 的锡和12.5%的镉组成的合金(伍德合金)，其熔 点为71℃，可用于自助灭火设备、高压锅和蒸气 锅炉的安全装置上
轻合金
镁合金
铝合金
手机壳
飞机的铝合金蒙皮
钛合金
钛合金制造的发动机叶片
高熔点金属 高熔点金属主要集中于第Ⅵ副族附近的d 区元素。通常 认为熔点等于或高于铬的熔点(1857℃)的金属为耐高温金 属，共有13种，分别为
rU /pm /kJ·mol-1 136 920 181 770 195 733 216 683 140 4147 140 3557 140 3360 140 3091
熔点 /o C 992 801 747 662 2800 2576 2430 1923
硬度 3.2 2.5 <2.5 <2.5 5.5 4.5 3.5 3.3
钒(1890℃) 铬(1857℃) 铌(2468℃) 钼(2610℃)
锝(2172℃) 钌(2310℃) 铑(1966℃) 铪(2227℃)
钽(2996℃) 钨(3410℃) 铼(3180℃) 锇(3045℃)
铱(2410℃) 钨是熔点最高的金属 高熔点合金
高温合金制造的火焰筒
金属晶体的内部结构(金属堆积方 式 )： 假定晶体中的粒子是球形的， 每个球周围可排6个球构成密 堆积层(第一层)；第二层堆积 在第一层上，每个球放入第一 层三个球所形成的空隙中；第 三层有两种不同的情形，一是 第三层与第一层球对齐，成 ABAB型排列----六方最密堆积， 二是第三层与第一层有一定错 位，以ABCABC型排列----面 心立方最密堆积。
7.4 金属晶体
1 内部结构 晶格结点上排列的是金属原子、金属阳离子，金属原 子或金属离子间以金属键相结合形成金属晶体。 金属键的强弱不同，金属晶体的熔点、硬度差异很大。 常见的金属晶体：金属单质，合金 低熔点金属 低熔点金属主要集中于第Ⅰ主族、第Ⅱ副族及大多数p 区金属。第Ⅰ主族金属较活泼，p 区的镓、铟、铊资源 稀少，因此常用的低熔点金属有汞(-38.84℃)、锡 (231.97℃)、铅(327.5℃)、锑(630.7℃)和铋(271.3℃)等。 低熔点金属主要用于制备低熔点的合金。
7.1.2 晶体的内部结构 如果把晶体内部微粒看作是几何学上的点(例有时可将地 球看作点一样),那么这时候的晶体就成了有规律的点组 成的几何图形，这个几何图形称为晶格。这些点称为晶 格结点。