结构化学第8章 金属的结构和性质.pptVIP

每个晶胞含2个原子(即8?1/8+1), 组成一个结构基元. 可抽象成六方简单格子. 六方晶胞的c轴垂直于密置层: c A1型: ABCABC… 红、绿、蓝球是同一种原子，使用三种色球只是为了看清三层的关系 。 ABCABC… 垂直于密置层观察(俯视图) 平行于密置层观察(侧视图) A1最密堆积形成立方面心(cF)晶胞 ABCABC……堆积怎么会形成立方面心晶胞? 从逆向思维你已明白，立方面心晶胞确实满足ABCABC……堆积。 那么, 再把思路正过来: ABCABC……堆积形成立方面心晶胞也容易理解 取一个立方面心晶胞： 体对角线垂直方向就是密置层, 将它们设成3种色彩: 将视线逐步移向体对角线， 沿此线观察: 你看到的正是ABCABC……堆积！ （1）立方最密堆积ccp(cubic closest packing) A1 ABCABCABC… 重复周期: 3 晶胞: 立方面心 F 密置层方向: 体对角线 [111] 4个原子：0,0,0; ?, ? , 0; 0,? ,? ; ?, 0,? （2）六方最密堆积hcp(hexagonal closest packing) A3 ABABAB… 重复周期: 2 晶胞: 六方 密置层方向：[001] 2个原子: 0,0,0; 2/3,1/3,1/2 （3）其他最密堆积 ABAC… ABABCBCAC… 球堆积决不可能将空间完全填满, 必然要留下空隙. 下面将由简到繁地讨论空隙数目与球的数目有什么关系. 8.2.2 最密堆积结构中的空隙类型 在一个密置层中, 有上三角形与下三角形两种空隙: 从一个平行四边形正当格子可看出, 球数 : 上三角形空隙数：下三角形空隙数=1 : 1 : 1, 或者说球数 : 三角形空隙数=1 : 2 密置双层中有两种空隙: 正八面体空隙(由3A+3B构成) 正四面体空隙(由3A+1B或1A+3B构成) 密置双层 一个晶胞 密置双层的晶胞中含1个正八面体空隙和2个正四面体空隙. 球数: 正八面体空隙数:正四面体空隙数=1:1:2 A1和A3最密堆积中的空隙 A1和A3中也只有正八面体和正四面体空隙. 为求出它们与球数的比例, 原则上也是取一个晶胞, 对于球和两种空隙计数. 实际作起来却不易搞明白. 为此, 换一种方法来理解: 指定一个球(球数为1), 观察它参与形成正八面体空隙的次数, 每参与一次, 它就对应着1/6个正八面体空隙. 对正四面体空隙也依此类推, 只不过每参与一次对应着1/4个正四面体空隙. A1中球数:八面体空隙数:四面体空隙数=1:1:2的图解 1. 指定中心一个球G,即球数=1; (为看得清楚,绿球和蓝球层各有3个球未画出) 2. G参与形成八面体空隙共6次. 其中第1-3次发生在绿球层与红球层之间: 第4-6次发生在红球层与蓝球层之间: 3. G每参与形成八面体1次, 它就对应着1/6个八面体.  G共参与6次, 故对应着6 × 1/6 = 1 个八面体空隙. 4. G参与形成四面体共8次. 其中, 第1-4次发生在绿球层与红球层之间: 第5-8次发生在红球层与蓝球层之间: 5. G每参与形成四面体1次, 就对应着1/4个四面体. G共参与8次, 故对应着8 × 1/4 = 2 个四面体空隙. 结论: A1堆积中球数:八面体空隙数:四面体空隙数=1:1:2. 仿照以上方法很容易证明 A3堆积中也有相同的关系. 非最密堆积方式中最重要的是立方体心堆积A2 , 还有A4和少数的A6、A7、A10、A11、A12等. 8.2.3 非最密堆积结构 A2 立方体心密堆积 A4 金刚石型结构 A4中原子以四面体键相连. 晶胞中虽然都是同种原子，但所处的环境不同(球棍图中用两色颜色来区分). 一个浅蓝