第三章高等无机化学.pptVIP

无机化学 本章内容 3－6 分子晶体与原子晶体 3－5 离子晶体 3－4 金属晶体 3－3* 点阵和晶系 3－2 晶 胞 3－1 晶 体 晶体：在空间自发地呈有规则的凸多面体外 形；（单晶,双晶,多晶,晶簇） 非晶体：空间无规则外形 3－1－1 晶体的宏观特征 对称性: 晶体具有规则的几何构形. （ 这是晶体最明显的特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形上可能有差别，但晶体的晶面角却不会变------晶面夹角不变定律）（例P124） 自范性:自发呈规则凸多面体外形. 均匀性:质地均匀，有固定的熔点. 各向异性，例如热、光、电、硬度等常因晶 体取向不同而异。（例P124） 最小内能 稳定性 3－1－2 晶体的微观特征—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.(如图) 晶体微观结构与宏观外形的联系,晶体宏观特征是它的微观特征的体现. ( 晶体微观特征——平移对称性 图中斜上箭头方向的一个平移量约相当于向上箭头方向一个平移量的5倍 ) 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. 非晶态不具有晶体微观结构的平移对称性 晶态与非晶态微观结构的对比 非晶态 晶态 3－2－1 晶胞的基本特征 1.化学上等同 2.几何上等同 3.无隙并置 可归纳为晶胞具有平移性（例p127） 3－2－2 布拉维系 1.布拉维晶胞（例p128） 2.晶胞的几何特征 a b c x y z α β γ O 3.布拉维七晶胞 由晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示， a，b，c 为六面体边长， α，β，γ 分别是bc ，ca , ab 所组成的夹角。 立方（cubict 符号c）a=b=c，α=β=γ=90o（1个晶胞参数a可变动的）； 四方（tetragonal 符号t）a=b≠c，α=β=γ=90o（2个晶胞参数a和c）； 正交（orthorhomic 符号o）a≠b≠c，α=β=γ=90o（3个晶胞参数a、b和c）； 单斜（monoclinic 符号m）a≠b≠c，α=γ=90o，β≠90o（4个晶胞参数a、b、c和β）； 三斜（anorthic 符号a）a≠b≠c，α≠β≠γ（6个晶胞参数a、b、c、α、β和γ）； 六方（hexagonal 符号h）a=b≠c，α=β=90o，γ=120o（2个晶胞参数a和c）； 菱方（rhombohedral 符号r）a=b=c，α=β=γ2个晶胞参数a和α）； 3－2－3 晶胞中原子的坐标与计数 用向量xa + yb + zc 中的x、y、z组成的三数组来表示晶胞中原子的位置称为原子坐标。 位于晶胞原点（顶点）的原子坐标为（0，0，0）；位于晶胞体心的原子坐标为（1/2，1/2，1/2）；位于ab面心的原子坐标为（1/2，1/2，0）；位于ac面心的原子坐标为（1/2，0，1/2）等等。原子坐标的取值区间为1 ＞│x(y，z)│≥0。若取值为1，就相当于平移到另一个晶胞，取值为0时没有差别（也就是说1就是0，0就是1）。 注意： ⑴晶胞一个顶点有原子，其它七个顶点必有相同原子，否则失去平移性，就不是晶胞了。 ⑵两个平行的晶胞面的面心原子坐标是相同的，否则就不是晶胞。 ⑶坐标不同的原子即使是同种原子，也不能视为等同原子。 计数见p130图3-13 3－2－3 素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞 晶胞是描述晶体微观结构的基本单元，但不一定是最小单元。 晶胞有素晶胞（P)和复晶胞之分，其中素晶胞是晶体微观空间中的最小基本单元，素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子做周期性平移的最小集合，叫做结构基元。 复晶胞是素晶胞的多倍体，分体心晶胞（2倍体）符号I，面心晶胞（4倍体）符号F，以及底心晶胞（2倍体）三种。 体心晶胞的特征：晶胞内任一原子可作体心平移[原子坐标（1/2，1/2，1/2）]，必然得到与它完全相同的原子。（p131例3例4） 面心晶胞的特征：可作面心平移。晶胞顶角有一个原子，在晶胞三对平行面的中心必有完全相同的原子[原子坐标（1/2，1/2，0），（0，1/2，1/2），（1/2，0，1/2）]。 （p132例5例6） 底心晶胞的特征：可作底心平移。晶胞中的原子能发生A底心平移（0，1/2，1/2）；B底心平移（1/2，0，1/2）；C底心平移（1/2，1/2，0）。底心平移只能发生其中一种平移。 （p133例7） 3－2－