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浙大材料科学基础课件part4.doc

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浙大材料科学基础课件part4.doc

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文档介绍

文档介绍:浙大材料科学基础课件part4
引能力)形成的分子非对称,有极性且具偶极矩:
(四)范德瓦耳斯结合(分子间键)
范键(晶体)特点:原子或共用电子间无电子转移,原子或分子基本保持原电子结构
范键形成条件体结构:见 图1-39
(二)晶体中原子间的间隙
金属晶体中存在着很多间隙。对金属的性能、扩散等都有重要影响
八面体间隙:六个原子之间的间隙
四面体间隙:四个原子之间的间隙
不同晶体结构中的间隙:面立方 Error! Reference source not ,体立方 Error! Reference source not ,密排六方Error! Reference source not found.
配位数:每个原子周围最近邻且等距的原子的数目A1——12配位, A2——8配位,A3——12配位
致密度:原子体积与晶胞体积之比。K=nv/V ,A1——,A2——,A3——
间隙及表述:以rB/rA描述间隙。其中金属原子半径为rA,间隙半径为rB如Error! Reference source not - 8
表1- 8 三类典型晶体中的间隙
二、共价晶体
共价键合特点:方向性,堆积效率较低
典型结构:单晶硅(金刚石、低于室温时的C、Ge、Sn)结构称金刚石立方结构(骨架状,四原子近邻),如Error! Reference source not ,实际为二个FCC套构而成; As、Sb、Bi结晶成层状结构(片状,三原子近邻)如Error! Reference source not found.;S、Se、Te螺旋链结构(两原子近邻键合)如Error! Reference source not found.
成键强度:金刚石结构成键强;层状结构层内强,层间弱;链结构链内共价键,链间分子键
其它重要结构:闪锌矿(面心立方ZnS,两套面心错位(1/4 1/4 1/4),Error! Reference source not found.(S在面心格点上和Zn在面心格点上
)和以[ZnS4]四面体表示的结构图Error! Reference source not found.)和纤锌矿(六方ZnS,两套简六方错位(0 0 5/8), Error! Reference source not [ZnS4]四面体表示的结构图Error! Reference source not found.),有极性共价键,是共价晶体的两种典型结构
方石英结构:共价晶体SiO2的一种变体,立方ZnS结构,如Error! Reference source not , 动画2
鳞石英结构:共价晶体SiO2的一种变体,六方ZnS结构,如Error! Reference source not found.
三、离子晶体
(一)离子堆积与泡林规则
 
离子键合特性:不具方向性,
离子晶体结构:负离子规则地在空间密堆积;正离子有规律地分布在空隙中
堆积条件:负离子之间不重叠,但又与中心的正离子相接触。
堆积形式:堆积形式(配位数等)由离子具有的电荷数(正离子倾向于由尽可能多的负离子包围它)和离子的相对大小((rC)与(rA)之比)决定
最常见的负离子三维密堆积和前述的金属原子晶体中等大球体密堆积相同或相似,甚至更简单
负离子配位多面体:以正离子为中心,将周围最近邻配置的各负离子的中心连起来形成的多面体,负离子配位多面体的形状如 图1-53所示
正离子配位数:配置于正离子周围的负离子数
三者之间关系:
表1- 9  正、负离子半径比,正离子配位数和配位多面体形之间的关系
rC/rA
正离子配位数
配位多面体类型
举例
0-
2
线性
CO2
-
3
三角形
B2O3
-
4
四面体
SiO2
-
6
八面体
TiO2
-
8
立方体
CsCl
注:这里只是正离子配位数,负离子配位数要由泡林规则计算得到。
 
 
 
 
 
 
 
形成晶体结构的泡林规则:
第一规则:围绕每一个正离子,负离子的排列是多面体的各顶角位置;离子半径的总和决定于正、负离子间距;正离子配位数决定于正、负离子半径比。
第二规则(静电价规则):结构中负离子所具有的电荷,被所有最邻近的(相互接触的)正离子联系于该负离子的静电价键所抵消。
一个阳