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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,为了看清,原子或离子,在空间的排列规律，用一些较小的圆球作为晶体中原子或离子的模型，又用直线将圆球连接起来，构成了晶体格子，简称晶格。,一、晶格：,第三节 常见的晶体结构,如果组成晶体的,基元,是由两种或两种以上的原子组成，则该晶格称为复式格子。,在复式格子中，若以,每一个基元中相应的,同种原子,为结点可以各自构成一套网格,-,子晶格。各子晶格,互移套构,形成复式格子。,如果组成晶体的,基元,是由完全相同的一种原子组成，则该晶格称为简单格子。,由基元中原子间的相对位置决定,原胞,子晶格,子晶格,基元,晶格,原胞,基元,晶格,1.,氯化铯结构,氯化铯（,CsCl,）,是另一种典型的离子晶,体，它的,晶体结构,如图所示。,CsCl,二、典型材料的晶体结构,C,l,+,子晶格,C,s,+,子晶格,晶格,基元,原胞,简单立方,晶格与基元,CsCl,晶体,:,简单立方,Cl-,和,Cs+,各自构成一套简单立方结构的子晶格，,CsCl,结构是这两个子晶格沿立方体空间,对角线方向平移1/2空间对角线长度,套构而成的。,所以，,CsCl,结构是简单立方结构，而不是体心立方结构。,2.,氯化钠结构,氯化钠晶体由氯原子和钠原子组成的,晶格,基元,原胞,原胞,子晶格,子晶格,基元,晶格,由,Na,+,和,Cl,-,各自构成一套面心立方格子，它们彼此沿,对角线,方向平移,1/2,套构,形成了.,3.,金刚石结构,原子除了占据立方体的顶角和面心位置外，在面心立方的晶胞内还有,4,个原子，这,4,个原子分别位于,4,个空间,对角线的,1/4,处,。,（,1/4,，,1/4,，,1/4,），（,3/4,，,3/4,，,1/4,）,（,1/4,，,3/4,，,3/4,），（,3/4,，,1/4,，,3/4,）,在,正四面体中心位置的碳原子,其价键的取向同,四面体顶角上,的碳原子价键取向是不同的，所以，这两种碳原子的周围环境情况是不相同的，因此，金刚石结构是,复式格子。,金刚石可以看成是由,两个面心立方,的子晶格彼此沿空间,对角线平移1/4长度,套构而成的。,晶格,基元,原胞,晶格与基元,原胞,4.,闪锌矿结构（,ZnS,）,ZnS,和金刚石具有相似的结构，但我们,常称,ZnS,具有“,闪锌矿结构”。,在,ZnS,晶体中，,Zn,和,S,分别组成,面心立方,结构的子晶格，,这两个子晶格彼此,沿空间对角线平移1/4,空间对角线长度套构而成。,5.钙钛矿结构,钙钛矿结构以,CaTiO,3,的结构为代表，许,多铁电、介电、压电、光电以及高温超导材,料都具有钙钛矿结构，如：,BaTiO,3,PbZrO,3,LiNbO,3,LiTaO,3,等等。,现在，我们以,BaTiO,3,为例，介绍这种类,型的结构。,基元：,Ba,、,Ti,、,O,、,O,、,O,晶格,基元,原胞,简单立方,整个,BaTiO3,晶格可以看成是由,Ba,、,Ti,、,O,、,O,、,O,各自构成的,简单立方格子套构,而成的。,20130305,6.密堆积结构,(,1,),、密堆积结构常见于金属晶体。,(,2,),、密堆积结构只存在于由一种原子,组成的晶体。,(,3,),、密堆积结构可以最有效地占据空间。,(,4,),、在几何处理上，可以将原子看成是,刚性的小球。,(5),、密堆方式：,立方密堆和六角密堆,第一层：每个小球与6个小球紧密相邻平铺构成第一层，在第一层，每三个小球之间存在一个间隙，每个小球周围有6个间,隙，分别标记,为间隙,B,和,C,，标 记第一层为,A,层。,第二层：小球放置在第一层之上的间隙,B,位置，其在面内的整体排列也,与第一层一样，,标记为,B,层。,第三层：有两种密堆积方式，分别对应,于两种密堆积结构，,一种是,立方密堆积,结构，,另一种是,六角密堆积,结构。,立方密堆积：第三层小球堆放在,间隙,C,的,位置之上,标记第三层为,C,层，第四层再堆放在第一,层小球位置之上,即重复,A,层，这样就形成了,ABCABCA,的堆积方式。,图,1.13.,立方密堆,（,111,）面立方密堆,具有立方密堆积结构的元素晶体：,Pt,Pt,惯用原胞,B1,B2,B3,A,C1,C2,C3,A,六角密堆积：第三层小球放在第一层小,球之上，即,重复第一层的排,列,，这样就形成了,AB,ABAB.,的密堆积方式。,基元和初基原胞,六角密堆,具有六方密堆积结构的元素晶体：,Ti,、,Zr,、,Y,等,Ti,三、表征晶体结构的重要概念,1,、原子半径,对于由,同种元素原子,构成的晶体，原子半径,r,通常是指元胞中相距最近的两个原子之间距离的一半。,它与晶格常数,a,之间有一定的关系，可由此求得,r,。,2,、配位数,晶体中任一原子最近邻的原子数目。配位数越大，晶体中原子排列越紧密。,3,、致密度,指晶体中原子所占总体积与晶体总体之比，又称空间利用率。,课堂练习：,求解：,体心立方、六角密堆积,结构的致密度？,在体对角线上，原子为最近邻，则：,，即：,由,，每个惯用原胞内的原子数为：,。求得：,体心立方,
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