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1、关于晶体的堆积方式第一页，本课件共有23页等大球体的最紧密排列平面有如图的形式第二页，本课件共有23页球体最紧密堆积球体最紧密堆积A位C位第三页，本课件共有23页第三层有两种完全不同的堆积方式。1.堆积在单层空隙位置从垂直图面的方向观察，第三层球的位置正好与第一层相重复。如果继续堆第四层，其又与第二层重复，第五层与第三层重复，如此继续下去，这种紧密堆积方式用ABABABABABAB的记号表示。球体最紧密堆积球体最紧密堆积第四页，本课件共有23页2.2.2.2.堆积在穿透一、二层的双层空隙位置堆积在穿透一、二层的双层空隙位置此时第三层和第一、二层都不同。在叠置第四层时，才与第此时第三层和第一、二
2、层都不同。在叠置第四层时，才与第一层重复，第五层与第二层重复，第六层与第三层重复，这一层重复，第五层与第二层重复，第六层与第三层重复，这种紧密堆积方式用种紧密堆积方式用ABCABCABCABCABCABCABCABC的记号表示。的记号表示。球体最紧密堆积球体最紧密堆积第五页，本课件共有23页球体最紧密堆积球体最紧密堆积第六页，本课件共有23页 等大球体还有其它堆积方式，但不是最紧密堆积，如体心立方等大球体还有其它堆积方式，但不是最紧密堆积，如体心立方堆积、简单立方堆积、简单六方堆积、体心四方堆积、四面体堆积、简单立方堆积、简单六方堆积、体心四方堆积、四面体堆积等。堆积等。其它的堆积方式：其它的
3、堆积方式：四层堆积ABAC五层堆积ABCAB六层堆积ABCACB九层堆积ABABCBCAC第七页，本课件共有23页 对于多层最密堆积，可用另一种方法表示：对每一层可看其上下两对于多层最密堆积，可用另一种方法表示：对每一层可看其上下两层的情况，如果上下两层一样，则中间这一层用层的情况，如果上下两层一样，则中间这一层用h h来表示来表示（hexagonalhexagonal）；如果上下两层不一样，则中间一层用）；如果上下两层不一样，则中间一层用c c表示表示（cubiccubic）如六层堆积的情况：如六层堆积的情况：(1)(1)ABCACB ABCACB ABCACB ABCACBABCACB A
4、BCACB hcchcc hcchcc hcchcc(2)ABABAC ABABAC ABABAC (2)ABABAC ABABAC ABABAC chhhch chhhch chhhch 其它的堆积方式：其它的堆积方式：第八页，本课件共有23页对不等大球体堆积，可看成较大的球体作等大球体的密堆积，对不等大球体堆积，可看成较大的球体作等大球体的密堆积，而较小的球按其大小，充填在八面体或四面体空隙中，形成不等而较小的球按其大小，充填在八面体或四面体空隙中，形成不等大球体的紧密堆积。大球体的紧密堆积。这种堆积方式，在离子晶体构造中相当于半径较大的阴离子这种堆积方式，在离子晶体构造中相当于半径较大的
5、阴离子作密堆积，半径较小的阳离子充填于空隙中。作密堆积，半径较小的阳离子充填于空隙中。在实际晶体中，阳离子的大小不一定无间隙地充填在空隙中，当阳在实际晶体中，阳离子的大小不一定无间隙地充填在空隙中，当阳离子的尺寸稍大于空隙，将会略微离子的尺寸稍大于空隙，将会略微“撑开撑开”阴离子堆积。当阳离子阴离子堆积。当阳离子的尺寸较小，填充在阴离子空隙内有余量。这两种结果都将对晶体的尺寸较小，填充在阴离子空隙内有余量。这两种结果都将对晶体结构及性能产生影响。结构及性能产生影响。不等大球体的紧密堆积不等大球体的紧密堆积第九页，本课件共有23页离子晶体的结构可以看做不等径球的密堆积，通过密堆积可以了解其结构特
6、性。负离子看做等径球的密堆积，正离子填充到四面体或八面体空隙中。第十页，本课件共有23页NaCl结构结构Cl离子形成最密堆积，Na离子填在所有的八面体空隙。第十一页，本课件共有23页ZnS（闪锌矿）（闪锌矿）S离子形成A1最密堆积，Zn离子填在一半的四面体空隙。第十二页，本课件共有23页ZnS（铅锌矿）（铅锌矿）S离子形成A3最密堆积，Zn离子填在一半的四面体空隙。第十三页，本课件共有23页CaF2结构：结构：Ca构成A1最密堆积，F填充所有的四面体空隙。第十四页，本课件共有23页CaTiO3结构：结构：第十五页，本课件共有23页第一规则（配位多面体规则）第一规则（配位多面体规则）第一规则（配
7、位多面体规则）第一规则（配位多面体规则）在每个正离子的周围，形成负离子的配位多面体。正负离子的距离决定于离子半径和，正离子的配位数取决于正负离子半径比。离子晶体中，离子半径直接影响到离子的配位数价态与配位数的关系不大，如NaCl，MgO，ScN，TiC均为NaCl结构(6:6)，键型从离子键向共价键转变。Pauling 规则规则第十六页，本课件共有23页配位多位体及其构型配位多位体及其构型第十七页，本课件共有23页第二规则（静电价规则）第二规则（静电价规则）第二规则（静电价规则）第二规则（静电价规则）在稳定的离子晶体结构中，每个负离子的电价数，等于或近似等于这个负离子与其邻近的正离子之间各静电
8、键的强度之和。即离子晶体结构必须保证局域电中性。静电键定义：z-=si=(z+/n+)z-为负离子电价数，z+为正离子电价数，n+为正离子配位数。对于二元化合物AXBY，A，B的配位数为Y:X。Pauling 规则规则第十八页，本课件共有23页对于理想的CaTiO3结构Ca2+与12个O2-配位，SCa=2/12=1/6Ti4+与6个O2-配位，STi=4/6=2/3O2-周围有4个Ca2+和2个Ti4+，ZO=4 SCa+2 STi=2静电价计算静电价计算第十九页，本课件共有23页第三规则（多面体连接规则）第三规则（多面体连接规则）第三规则（多面体连接规则）第三规则（多面体连接规则）在一个配位结构中，配位多面体公用棱，特别是公用面，会使结构的稳定性降低；正离子的价数越高、配位数越小，这一效应越显著；在正负离子半径比达到配位多面体的最低极限，这一效应更为显著。Pauling 规则规则四面体和八面体公用顶点、棱、面的情况第二十页，本课件共有23页两个规则的MX4和两个规则的MX6连接时M-M间距离第二十一页，本课件共有23页第四规则第四规则第四规则第四规则结构中存在多种正离子，高价和低配位数的正离子配位多面体倾向于不公用几何元素。Pauling 规则规则CaO12TiO6第二十二页，本课件共有23页感感谢谢大大家家观观看看第二十三页，本课件共有23页