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第四章、晶体结构. 一、点阵理论. 1 、点阵: 把 每个重复单元抽象成几何上的点,它们在空间的排布形成的图形称为 点阵 。构成点阵的点,成为 点阵点 。 点阵点对应的重复单元称为结构基元。因此,点阵 对应晶体,点阵点对应结构基元。. 2 、正当格子. 选取原则:照顾对称性的条件下,尽量选取点阵点较少的单位。 可以选取 5 种平面正当格子 和 7 型 14 种空间正当格子. 3 、晶面指标( Miller 指标): 晶面在三个晶轴上的倒易截数的互质整数比。.
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第四章、晶体结构 一、点阵理论 1、点阵: 把每个重复单元抽象成几何上的点,它们在空间的排布形成的图形称为点阵。构成点阵的点,成为点阵点。 点阵点对应的重复单元称为结构基元。因此,点阵 对应晶体,点阵点对应结构基元。 2、正当格子 选取原则:照顾对称性的条件下,尽量选取点阵点较少的单位。 可以选取5种平面正当格子和7型14种空间正当格子
3、晶面指标(Miller指标): 晶面在三个晶轴上的倒易截数的互质整数比。 其中,截数为截距(又称截长)与晶轴单位长度的商,截数的倒数称为倒易截数,化为互为质数的整数比h*:k*:l*,此时,晶面指标为(h*k*l*)。
例、正交晶胞,a=500pm,b=1000pm,c=1500pm,晶面截长为3000pm,求晶面指标。例、正交晶胞,a=500pm,b=1000pm,c=1500pm,晶面截长为3000pm,求晶面指标。 解:截数为x轴:3000pm/500pm=6 y轴:3000pm/1000pm=3 z轴:3000pm/1500pm=2 ∴h*:k*:l*=(1/6):(1/3):(1/2)=1:2:3 ∴晶面指标为:(123)
二、离子晶体 1、点阵能(晶格能U) 其中,Ro是紧邻正、负离子间的平衡距离,ω+、ω-分别为正、负离子所带的电荷;m为波恩指数,按离子的电子构型取:(若正负离子的电子构型不同,则取其平均值)
α为马德隆常数,与晶体结构的类型有关,对于二元晶体:α为马德隆常数,与晶体结构的类型有关,对于二元晶体: ①(1:1),α=1.7,如NaCl型 ②(1:2),α=2.5 点阵能大小: 影响最大的为电荷;其次是半径; α、m变化引起点阵能U变化不大.
2、正负离子半径比 正负离子半径比决定了正负离子的配位数,从而影响离子晶体的结构型式。 配位数和正负离子半径比的关系
解 例题:已知KBr晶体中正负离子半径分别为1.33 和1.95 ,(1)KBr属什么结构型式?(2)KBr晶胞的边长理论值应为多少? ∴0.414<0.682<0.732 正负离子配位数比为:6:6,属NaCl型 NaCl型属立方面心点阵结构,则该离子晶体的晶胞边长
例题:(1)已知MgO晶体属于立方晶系,Mg2+的离子半径 O2-离子半径 ,试推测MgO晶体的结构形式。 (2)已知NaCl、CsCl、立方ZnS的马德隆常数分别为1.7476、1.7627、1.6318 , He、Ne、Ar的波恩指数分别为5、7、9 , 求晶体的点阵能。 解:(1) 落在0.414~0.732区间 MgO晶体的结构型式为NaCl型
(2) 点阵能
例:由x射线结构分析,Na具有立方体心结构,a=429pm求R,Na的密度.例:由x射线结构分析,Na具有立方体心结构,a=429pm求R,Na的密度. 解: 晶胞中分摊到的结构基元(Na原子)数: