第三节-金属晶体结构ppt课件.ppt

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1、第七章晶体结构Crystalstructure第一节晶体的结点阵构第二节固体的能带理论第三节金属晶体结构第四节非金属晶体结构第三节金属晶体结构Metalscrystalstructure一、A1型最紧密堆积及其晶胞二、A3型最紧密堆积及其晶胞三、A2型堆积及其晶胞四、A4型堆积及其晶胞一、A1型最紧密堆积及其晶胞TheA1typeismostclosetopileupanditscrystallattice1.A1型最紧密堆积从能带理论我们知道，金属键没有方向性，每个金属原子（或离子）的电子云分布基本是球对称的。因此，我们可近似地把同一种金属原子看成是半径相等的圆球，并依据几何原理，在每个金属

2、原子周围，尽可能排列多的邻近原子，以使其能量尽可能低。第1层堆积7个原子第2层堆积3个原子第3层堆积3个原子……第4层堆积7个原子第1层A第2层B第2层C第4层AA1型最紧密堆积2.A1型堆积的晶胞类型第1层A第2层B第2层C第4层AA1型最紧密堆积根据晶胞划分的规则，我们可从金属的A1型最紧密堆积中抽取出立方面心晶胞。C抽取出ACACCBBCBABBBCA堆积CBB堆积C堆积立方FB堆积和C堆积——（111）晶面bca1113.立方面心晶胞的正八面体空隙立方面心晶胞立方面心晶胞内的正八面体空隙3个晶胞共有的正八面体空隙即，立方面心晶胞有两种八面体空隙。⑴6各面心“点”构成的晶胞内八面体空隙。

3、⑵3个晶胞共同拥有的八面体空隙（共用1条棱边）。3个晶胞共用顶点晶胞1、3的面心晶胞1、2和晶胞2、3的共用面心4.A1型密堆积的空间利用率对于立方晶胞，其空间利用率可表示为：V晶V球空间利用率=×100％⑴晶胞中“球”（原子）的体积V球=n（πr3）43式中：n——晶胞中所含“球”的个数r——晶胞中“球”的半径CCACCBBCBABBBC立方F8个顶角n1=8×=1816个面心n2=6×=321立方面心晶胞所含“球”的个数n=n1+n2=4则：V球=πr3163aa4r(100)晶面⑵立方面心晶胞的体积V晶=a3CCACCBBCBABBBC立方Fabc每层采取最紧密堆积ABCD∵⊿ABC是直

4、角三角形。根据勾股定律得有：(4r)2=2a2a=2√2r则：V晶=a3∴=（2√2r）3=16√2r3⑶A1型密堆积的空间利用率V晶V球空间利用率=×100％16√2r3=×100％πr3163==74.06％3√2π即：A1型密堆积的空间利用率为74.06％。5.采用A1型最紧密堆积的金属单质钙Ca锶Si铝Al铅Pb氖Ne氩Ar氪Ke氙Xe镍Ni铜Cu铑Rh钯Pd铈Ce镱Yb锕Ac钍Th采用A1型最紧密堆积的金属单质常以金属铜为代表，称为金属铜结构（metalliccopperstructure）。银Ag铱Ir铂Pt金Au自然金自然银自然铜自然铂1.A3型最紧密堆积第1层堆积7个原子二、A

5、3型最紧密堆积及其晶胞TheA3typeismostclosetopileupanditscrystallattice在圆球的最紧密堆积中，除了A1型堆积外，还有另外一种堆积方式——A3型堆积。第2层堆积3个原子第3层堆积7个原子……第4层堆积3个原子第1层A第2层B第2层A第4层BA3型最紧密堆积2.A3型堆积的晶胞类型分出六方晶胞根据晶胞划分的规则，我们可从金属的A3型最紧密堆积中抽取出六方晶胞。第1层A第2层B第3层A第4层BA3型最紧密堆积3.采用A3型最紧密堆积的金属单质采用A3型最紧密堆积的金属单质，我们常以金属镁为代表，称为金属镁结构（metallicmagnesiumstruc

6、ture）。铍Be镁Mg钛Ti钴Co锌Zn锆Zr锝Td钌Ru镉Cd铪Hf铼Re锇Os铊Tl钪Sc钇Y镧La镨Pr钕Nd钷Pm钆Gd镁锭金属钛锌锭钴锭三、A2型堆积及其晶胞TheA2typeispileupanditscrystallattice1.A2型堆积及其晶胞分出立方体心晶胞A2型堆积虽然不是最密堆积，仍是一种高配位密堆积结构。A2型堆积的空间利用率为68.02％。第1层堆积4个原子第2层堆积1个原子第3层堆积4个原子第4层堆积1个原子……第1层第2层第3层2.立方体心结构中的四面体空隙与晶面立方体心结构中的四面体空隙是正四面体。体心原子填入正四面体的体心。立方体心acb（110）晶面4

7、ra>a（110）晶面是长方形acb（100）晶面acb√2a√2a（111）晶面3.采用A2型密堆积的金属单质锂Li钠Na钾K铷Rb铯Cs钒V铌Nb钽Ta铬Cr钼Mo钨W铁Fe金属钠金属铬金属铁锂锭采用A2型密堆积的金属单质，我们常以金属钠为代表，故称为金属钠结构（metallicsodiumstructure）。四、A4型堆积及其晶胞TheA4typeispileupanditscrystal