第3章_晶体结构.pptVIP

本章教学内容 3-1 晶体 3-2 晶胞 3-3 点阵、晶系（选学内容） 3-4 金属晶体 3-5 离子晶体 3-6 分子晶体与原子晶体 (自学) 3-1 晶体 3-1-1 晶体的宏观特征 3-1-2 晶体的微观特征 ——平移对称性 3-1-1 晶体的宏观特征 3-1-2 晶体的微观特征 ——平移对称性 平移对称性： 在晶体的微观空间中，原子呈周期性的整齐排列。对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的，不变的。在晶体中相隔一定的距离，总有完全相同的原子排列出现的现象叫做平移对称性。 图3-7对比了晶态和非晶态。可见，晶体微观空间的原子排列，无论是近程还是远程，都是周期性有序结构，而非晶态只是近程有序而远程无序，无周期性规律。 3-2 晶胞 3-2-1 晶胞的基本特征 3-2-2 布拉维系 3-2-3 晶胞中原子的坐标与计数 3-2-4 素晶胞与复晶胞——体心晶 胞、面心晶胞和底心晶胞 3-2-5 14种布拉维点阵型式 3-2-1 晶胞的基本特征 晶胞(unit cell)是晶体中最有代表性的重复单元。 （1）晶胞具有平移性 晶体内部的质点具有周期性重复的规律性，即整块晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而成的。 完全等同： 晶胞里原子的数目、种类；晶胞的形状、取向、大小、排列完全等同。 无隙并置： 晶胞与它的比邻晶胞完全共顶角、共面、共棱，取向一致，无间隙，可平移，整个晶体的微观结构不可区别。 同一空间点阵可因选取方式不同 而得到不相同的晶胞 3-2-2 布拉维系 布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数。 按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。 3-2-3 晶胞原子的坐标与计数 通常用xa+yb+zc中的x，y，z组成的三组数来表达晶胞中原子的位置，称为原子坐标。 3-2-4 素晶胞与复晶胞 素晶胞是晶体微观空间中的最小基本 单元。 复晶胞是素晶胞的多倍体。即体心 晶胞、面心晶胞、底心晶胞。 3-2-5 14种布拉维点阵型式 3-3-1 点阵与阵点 3-3-2 点阵单位 3-3-3 点阵形式 3-3-4 晶系 3-4 金属晶体 3-4-1 金属键 3-4-2 金属晶体的堆积模型 3-4-1 金属键 金属键： 金属晶体中原子之间的化学作用力称为金属键。 1. 原子化热与金属键 可以用原子化热来衡量金属键的强度。 原子化热：指1mol金属完全气化成相互远离的气态原子吸收的能量。 例： 金属 Na Cs Cu Zn 原子化热/kJ?mol-1 109 79 339 131 2. 电子气理论 把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。即依靠正离子与构成“电子气”的之间的静电引力而使诸原子结合到一起。 特点： 电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性（一种离域的共价键）； 金属特性： 导电性、导热性、延展性好，熔点较高。 3. 金属的能带理论 分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道。这样就产生了金属的能带理论（金属键的量子力学摸型）。 能带理论中的一些重要概念： 能带(energy band)： n个原子轨道可以组合成n个分子轨道，能量相近分子轨道的集合称为能带；即 一组连续状态的分子轨道。 禁带(forbidden energy gap)： 相邻两能带间的能量范围称为“能隙”或“禁带”，在能隙或禁带中电子不能占据。 价带(valence band)： 金属中被价电子占据的能带称为价带。价带可以是满带也可以是导带，但能量比价带低的各能带一般都是满带，满带中的电子在满带中无法移动，不会导电；部分被电子占据的能带称“导带” (conduction band)，电子在其中能自由运动。 3-4-2 金属晶体的堆积模型 3-5 离子晶体 3-5-1 离子的特征 3-5-2 离子键 3-5-3 晶格能 3-5-4 离子晶体结构模型 3-5-1 离子的特征 离子的特征主要包括离子电荷、离子半径、离子的电