文档介绍：典型晶体结构
几个概念
共价化合物晶体结构
离子化合物晶体结构
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几个基本概念
(1)密堆积与配位数
(2)电负性与原子半径
(3) 晶体中的固溶
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(1)密堆积(atomic packing factor) 与配位数(Coordination number)
晶体中原子排列的紧密程度是反映晶体结构特征的一个重要因素。定量地表示原子排列的紧密程度,通常应用配位数和密堆度这两个参数。
配位数:指晶体结构中与任一原子最近邻且等距离的原子数,表征晶体中原子排列的紧密程度。
(离子的配位数越高,离子半径越大。)
密堆度(APF):是晶胞中原子所占的体积分数
APF=nv/V
式中n为晶胞中的原子数,v单个原子的体积,V晶胞的体积。
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晶体由大量晶胞堆砌而成, 处于晶胞顶角或周面上的原子就不会为一个晶胞所独有, 只有晶胞内的原子才为晶胞所独有
若用n表示品胞占有的原子数,则下列晶胞原子数为:
体心立方:
面心立方:
密排六方:
晶胞中原子数
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目前尚不能从理论上精确计算出原子半径,实验表明原子半径大小随外界条件、结合键、配位数等因素变化,并随价电子数的增加先减小后增加。
在研究晶体结构时,假设相同的原子是等径刚球,最密排方向上原于彼此相切,两球心距离之半便是原子半径。
对于面心立方结构,可计算
出原子半径为:
r = 21/2×a/4
原子半径
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例:APF of BCC
体心立方(body-centered cubic)的体心原子与8个原子最近邻,配位数为8。
密堆度:APF=nv/V
原子半径R与晶胞边长a的关系:
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面心立方
(FCC, face-center cubic)
配位数为12, 密堆度为:
APF=4×(4/3)(21/2a/4)3/a3
=
密排六方
(HCP, hexagonal close-packed)
(c/a=)配位数也是12,。
分析表明:面心立方与密排六方的配位数与致密度均高于体心立方,故称为最紧密排列。
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(2)电负性与原子半径
从中性原子中取出一个最外层电子,使之成为一价正离子时所做的功,称为第一电离能;使中性原子获得一个电子成为一价负离子时所放出的能量称为化学亲和能。电离能与亲和能之和则称为该元素的电负性。P17 表1-2
两元素的电负性相差越大
易产生电子转移
易形成离子化合物
两元素的电负性相差很小
产生电子对共用
易形成共价化合物
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目前尚不能从理论上精确计算出原子半径,实验表明原子半径大小随外界条件、结合键、配位数等因素变化,并随价电子数的增加先减小后增加。
最简单情况是,假设相同的原子是等径刚性球,最密排方向上原子彼此相切,两球心距离之半便是原子半径。
目前文献报道主要采用两种原子半径系统:
★哥希米德-鲍林半径(表1-5)
★善南-泼莱威脱半径(表1-6)
在同一篇论文中,只能采用一个系统
哥希米德半径和善南-泼莱威脱半径
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善南-泼莱威脱半径
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