固体物理§1.8密堆积 配位数.ppt

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1、§1.8密堆积配位数一、密堆积和配位数1.配位数一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。描述晶体中粒子排列的紧密程度。2.粒子排列规律粒子处在晶体中的平衡位置时,相应的结合能最低,粒子在晶体中的排列应该采取尽可能的紧密方式。3.密堆积由全同的小圆球组成的最紧密的堆积称为密堆积。在一般情况下,晶体中的粒子不能看成全同的小圆球。1二、六角密堆积和立方密堆积1.六角密堆积(六角密积)(1)堆积形式如图所示,为ABAB…组合(2)堆积特点层的垂直方向为6度象转轴。六角晶系中的c轴。它是一种复式格子。原胞当中含有两个粒子。232.立方密堆积(立方密积)(1)堆积形式如图所示:ABCABC…组合(2)堆积

2、特点层的垂直方向为三次象转轴。既是立方体的空间对角线。原胞当中包含一个粒子,是布拉菲格子。453.典型结构的配位数(1)六角密积和立方密积的配位数都是十二。即晶体中最大配位数为十二。(2)当晶体不是由全同的粒子组成时,相应的配位数要发生变化—减小。由于晶体的对称性和周期性的特点,以及粒子在结合成晶体时,是朝着结合能最小、最稳固的方向发展。因此,相应的配位数只能取:8(CsCl型结构)、6(NaCl型结构)、4(金刚石型结构)、3(层状结构)、2(链状结构)。64.氯化铯型结构的配位数如图所示,大球(半径为R)中心为立方体顶角,小球(半径为r)位于立方体的中心。如果大球相切,则立方体的边长为:

3、空间对角线的长度为:7(1)如果小球恰好与大球相切,则小球的直径为:排列最紧密,结构最稳定。(2)如果小球直径大于0.73R,则小球可以与大球相切,而大球则不再相切。8(3)如果小球直径小于0.73R,则小球不能与大球相切,小球在中心可以摇动,结构不稳定,以致不能存在,于是结构将取配位数较低的排列(配位数为6的排列)。5.氯化钠型结构的配位数(1)如图所示,大球(半径为R)相切,小球(半径为r)也与大球相切。排列最紧密,结构最稳定。9(2)如果小球直径大于0.41R,则小球可以与大球相切,而大球则不再相切。(3)如果小球直径大于0.73R,则变成氯化铯结构。(4)如果小球直径小于0.41R,

4、则小球不能与大球相切,小球在中心可以摇动,结构不稳定,以致不能存在,于是结构将取配位数较低的排列(配位数为4的排列)。10配位数r/R12181~0.7360.73~0.4140.41~0.2330.23~0.16配位数和半径之比的关系11

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