[工学]FH2-2常见晶体结构.ppt

材料科学基础;第二章材料的结构;第二章材料的结构;根据波动力学的观点，电子绕核运动，

形成球形电磁场，球形的半径

就是原子半径或离子半径。;(2)晶体结构中的原子（离子）半径;2、球体紧密堆积原理;3、间隙;4、原子（离子）的配位数与配位多面体;原子与它相邻原子中心连线构成的多面体。;结构特点:

金属键，无方向性，

对称性较高的密堆结构。;晶体结构符号：;晶体结构符号;(一)面心立方fcc;fcc晶格晶胞原子数;配位数CN=12;fcc的密排面和密排方向：;原子半径R:

---两个相互接触的原子中心距离一半。;fcc的晶胞体积为a3，晶胞内含4个原子。;fcc中原子排列密度;面心立方fcc的间隙;fcc的八面体间隙;fcc的

四面体间隙;具有fcc结构的元素;小结;(二)体心立方bcc;配位数：;体心立方密排面;原子半径:;致密度:;bcc间隙：;具有bcc结构的金属;小结;(三)密排六方;配位数：CN=12;d=a时最密排：;致密度：0.74;大多金属的轴比在1.57（铍)-1.89（镉）之间。;密排六方中的间隙;具有hcp结构的元素;小结;;Structure

结构;(四)fcc和hcp密排面的堆垛方式;fcc最密排面{111}:ABCABC…。;hcp(0001)面与fcc{111}面具有相同的最密排方式。,;0、鲍林规则（离子晶体的结构规则）;r+/r-;(2)电价规则（鲍林第二规则）：

在一个稳定的离子晶体结构中，每个负离子的电价Z-等于或接近等于与之相邻接的各正离子静电强度S的总和。也称电价规则。S=Z/n;鲍林第三规则：在一配位结构中，共用棱特别是共用面的存在，会降低结构的稳定性。对于电价高，配位数低的正离子来说，这个效应尤为显著。

稳定性：共顶共棱共面

（共面时：中心正离子距离小，斥力大，不稳定）;(4)不同类正离子配位多面体间连接规则;(5)节约规则(鲍林第五规则);四、常见无机化合物晶体结构;！!

晶体结构＝空间点阵＋结构基元;(a)基元:单一符号;Cs+数目=1，

Cl-数目=1，

一个晶胞中含有1个CsCl分子（z=1）。;Cs+和Cl-半径之比为0.96,

Cs+和Cl-配位数都为8。;例：CsI具有B2（CsCl）结构，若Cs和I的离子半径分别为0.172nm和0.227nm，求它的致密度。;一个晶胞含1个Cs+和一个I-,致密度为：;结构符号为B1，Pearson符号为cF8,点群m3m，空间群Fm3m;Clˉfcc堆积；Na+填充八面体间隙。;晶胞中原子数：

Na+4个，Clˉ4个；

含有NaCl分子4个。

（z=4）。;r+/r－＝0.56,

CN+(Na+)＝6

CN－(Clˉ)＝6;3、CaF2型结构;结构基元：CaF2;CaF2配位数：;反萤石结构Anti-CaF2:;4、闪锌矿型（β-ZnS）结构;;5、纤锌矿型（α-ZnS）结构;;6.金红石型结构（rutile）

TiO2的稳定型结构（板钛矿，锐钛矿）;;;金红石;O2-;;钙钛矿在高温时属立方晶系；

在降温时（600℃），

结构畸变，对称性下降，

正交晶系.;;从几何关系可知：;A、B离子的价数不局限于二价和四价，

钙钛矿结构的晶体十分丰富。;钙钛矿结构在电子材料中十分重要；

晶格畸变—偶极矩—自发极化—随压力/电场而变。

一系列具有铁电性质的晶体都属于这类结构。

介电晶体：

钛酸钡BaTiO3PbTiO3、SrTiO3等。

锆酸铅PbZrO3

铌酸锂LiNbO3

钽酸锂LiTaO3;;;ABO3,（CaTiO3）;8.尖晶石型结构：AB2O4（MgAl2O4）Spinel;32个O2-立方密堆：

64个四面体间隙(1/8).

32个八面体间隙(1/2)。;A2+：8个八面体间隙;

B3+：8个八面体间隙和

8个四面体间隙。;表2一6尖晶石型结构晶体;小结;谢谢！;;三种典型金属晶体结构刚球模型;