要用的晶体结构分解ppt课件

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,*,一、,晶胞,1、定义：,晶体中重复出现的最基本的结构单元,体心立方,简单立方,面心立方,三种典型立方晶体结构,一、晶胞1、定义：晶体中重复出现的最基本的结构单元体心立方简,1,平行六面体,无隙并置,晶胞形状：,平行六面体无隙并置晶胞形状：,2,2.,晶胞中原子个数的计算,体心：,1,面心:,1/2,顶点:,1/8,棱边:,1/4,2.晶胞中原子个数的计算体心：1面心:1/2顶点:1/8棱边,3,体心：1,面心：1/2,棱边：1/4,顶点：1/8,体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8,4,立方晶胞,体心：,1,面心：,1/2,棱边：,1/4,顶点：,1/8,小结：晶胞对质点的占有率,一个晶胞中含有质点总个数：,顶点数 +,棱边数,+面心数 +体心数,1,立方晶胞体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8小结：晶,5,要用的晶体结构分解ppt课件,6,要用的晶体结构分解ppt课件,7,二、分子晶体晶胞类型,：,二、分子晶体晶胞类型：,8,1、冰,水分子之间的主要作用力是,，也存在,，每个水分子周围只有,个紧邻的水分子。形成空间网状结构，类似金刚石,2、干冰,CO,2,分子之间存在,，每个CO,2,分子周围有,个紧邻的CO,2,分子。,CO,2,晶胞属于,类型,范德华力,氢键,4,范德华力,12,面心立方,1、冰范德华力氢键4范德华力12面心立方,9,晶体,晶体结构示意图,晶体中粒子分布详解,二氧化,碳晶体,每8个CO,2,构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO,2,。在每个CO,2,周围等距离(，,a,为立方体棱长)的最近的CO,2,有12个(同层4个，上层4个、下层4个),晶体晶体结构示意图晶体中粒子分布详解二氧化每8个CO2构成立,10,要用的晶体结构分解ppt课件,11,三、,原子晶体,晶胞类型,：,(1)结构特点,晶体中只含原子。,原子间以,结合。,结构。,(2)典型的原子晶体金刚石,碳原子以,杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为,。,每个碳原子与相邻的,个碳原子结合。,共价键,空间网状,sp,3,109.5,4,三、原子晶体晶胞类型：共价键空间网状sp3109.54,12,晶体,晶体结构示意图,晶体中粒子分布详解,金刚石,晶体,金刚石晶体是一种空间网状结构每个C与另外4个C以共价键结合，前者位于正四面体的中心。晶体中所有CC键键长相等，键角相等(均为10928,)；晶体中最小碳环由6个C组成且六者不在同一平面内；晶体中每个C参与了4个CC键的形成，C原子数与CC键数之比为1,2,晶体晶体结构示意图晶体中粒子分布详解金刚石金刚石晶体是一种空,13,金刚石的晶胞,8个顶点各1个，6个面各1个，体心4个,金刚石的晶胞,14,晶体,晶体结构示意图,晶体中粒子分布详解,SiO,2,晶体,每个Si与4个O结合，前者在正四面体的中心，后者在正四面体的顶点；同时每个O被两个正四面体所共用。每个正四面体占有一个完整的Si原子，四个,“,半O原子,”,，故晶体中Si原子与O,原子个数比为1,(4,)1,2,晶体晶体结构示意图晶体中粒子分布详解SiO2每个Si与4个O,15,四、离子晶体晶胞类型：,四、离子晶体晶胞类型：,16,晶格能,1定义,形成1摩离子晶体,的能量，单位,，通常取,。,2大小及其他量的关系,(1)晶格能是最能反映离子晶体,的数据。,(2)在离子晶体中，离子半径越,，离子所带的电荷数越,，则晶格能越大。,(3)晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越,，形成的离子晶体就越,，而且熔点越,，硬度越,。,气态离子,所释放,kJmol,1,或Jmol,1,kJmol,1,稳定性,小,多,强,稳定,高,大,晶格能气态离子所释放kJmol1或Jmol1kJm,17,（1）钠离子和氯离子的位置：,钠离子和氯离子在空间交替排列。,氯离子：体心和棱中点；钠离子：面心和顶点，或者反之。,1、氯化钠型晶胞,（1）钠离子和氯离子的位置：钠离子和氯离子在空间交替排列。,18,（2）NaCl晶体中阴、阳离子配位数,与Cl,-,等距离且最近的Na,+,有：,个,这些Na,+,能构成,型,与Na,+,等距离且最近的Cl,-,有：,个,这些Cl,-,构成,型,6,6,正八面体,正八面体,（2）NaCl晶体中阴、阳离子配位数与Cl-等距离且最近的,19,（3）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数,（4）与Na,+,等距离且最近的Na,+,有：,个,与Cl,-,等距离且最近的Cl,-,有：,个,12,12,（3）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数（4）与Na+等距离且最,20,2、氯化铯型晶胞,2、氯化铯型晶胞,21,CsCl晶胞,（1）铯离子和氯离子的位置：,铯离子：体心,氯离子：顶点；或者反之。,（2）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数,铯离子：1个 ；氯离子：1个,（3）与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？,铯离子：6个 ；氯离子：8个,CsCl晶胞（1）铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心（2）每,22,3、CaF,2,型晶胞,Ca,2+,的配位数：8,F,-,的配位数：4,一个,CaF,2,晶胞中含：,4,个,Ca,2+,和,8,个,F,-,Ca,2+,F,-,3、CaF2型晶胞Ca2+的配位数：8F-的配位数：4,23,4、ZnS型晶胞,阳离子的配位数：4,阴离子的配位数：4,一个ZnS,晶胞中含：,4个阳离子和4个阴离子,4、ZnS型晶胞阳离子的配位数：4阴离子的配位数：4一,24,各类型离子晶体晶胞的比较,晶体类型,晶胞类型,晶胞结构示意图,配位数,距离最近且相等的相反离子,每个晶胞含有离子数,实例,NaCl型,AB,CsCl型,ZnS型,AB,2,CaF,2,型,Na,+,：,6,Cl,-,：,6,Cs,+,：,Cl,-,：,8,8,Zn,2+,：,S,2-,：,4,4,Ca,2+,：,F,-,：,4,8,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaS,ZnS、AgI、,BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图距离最,25,四、金属晶体晶胞,四、金属晶体晶胞,26,金属晶体的构成、通性及其解释,金属晶体,结构微粒,作用力,名称,导电性,导热性,延展性,金属阳离,子和自由,电子,金属键,自由电子在电场中作,形成电流,电子气中的自由电子在,的作用下与金属原子,而导热,当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会,，但不会改变其,，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间,的作用,定向移动,外界能量,相互碰,撞,发生相对滑动,原来的排列方式,润滑剂,金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体作用力导电性导热性延展性,27,一）、理论基础：,由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。,（一）一维堆积,二）、金属堆积方式,一）、理论基础：由于金属键没有方向性，每个金属原子中,28,（二）二维堆积,I 型,II 型,行列对齐四球一空 非最紧密排列,行列相错三球一空最紧密排列,密置层,非密置层,（二）二维堆积I 型II 型行列对齐四球一空 非最紧密排列行,29,（三）三维堆积,密置层,非密置层,（三）三维堆积密置层非密置层,30,1.简单立方堆积：,四）金属晶体基本构型,边长=2r,非最紧密堆积，空间利用率低,1.简单立方堆积：四）金属晶体基本构型 边长=2r非最紧,31,1,简单立方堆积 钋型,1简单立方堆积 钋型,32,例：,金属钾、钠、铁等,2、体心立方堆积（A,2,）：,体对角线=4r,3,边长=4 r/3,例：金属钾、钠、铁等2、体心立方堆积（A2）：体对角线=,33,2,体心立方堆积 钾、钠、铁型,配位数：,8,空间占有率：,68.02%,2体心立方堆积 钾、钠、铁型配位数：8空间占有率：68.,34,3六方紧密堆积（A,3,）,1,2,3,4,5,6,于是每两层形成一个周期，即：AB、AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。,各层均为密置层,3六方紧密堆积（A3）123456于是每两层形成一个周期，即,35,A,B,A,B,A,3六方最密堆积,ABABA3六方最密堆积,36,边长=2r,高=4 r/3,6,六方最密堆积,Zn、Ti、M,g,边长=2r6六方最密堆积,37,要用的晶体结构分解ppt课件,38,面心立方最密堆积（A,1,）,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,A,B,C,面心立方最密堆积（A1）123456123456123456,39,A,B,C,A,A,B,C,(4)面心立方紧密堆积,ABCAABC(4)面心立方紧密堆积,40,1,2,3,4,5,6,123456,41,B,C,A,边长=2 r,面对角线=4r,2,BCA边长=2 r2,42,钋型,简单立方,钠钾铁型,（体心立方堆积）,锌钛镁型,（六方最密堆积）,铜银金型,（面心立方最密堆积）,钋型钠钾铁型锌钛镁型铜银金型,43,四、晶体中有关计算,1.晶胞中微粒数的计算,(1)简单立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，,空间利用率：,(2r),3,4,r,3,/3,=52.36%,微粒数为：81/8=1,四、晶体中有关计算1.晶胞中微粒数的计算(1)简单立方：在立,44,（2）体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。,微粒数为：81/8+1=2,体心为4r，边长,a=,4 r/3,，,空间利用率：,V,原子,/V,晶胞,=,（,2,4,r,3,/,3,）/(4 r/3,),3,=67.9,8,=68%,（2）体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的,45,微粒数：8,1=2,（3）六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。,微粒数为：121/6+21/2+3=6,空间利用率：74%,微粒数：8 1=2（3）六方晶胞：在六方体顶点,46,（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。,微粒数为：,81/8+61/2=4,空间利用率：,(21.414r),3,44,r,3,/3,=74.05%,面对角线为4r，边长a=,22r,（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为,47,石墨晶体,碳原子呈,sp2,杂化形成平面六元环每个碳原子的配位数3 石墨有金属键,共价键,范德华力.,石墨晶体,48,