2021-2022學年高二物理競賽課件：晶格的周期性

1、晶格的周期性簡單晶格：原胞中僅包含1個原子，所有原子的幾何位置和化學性質完全等價復式晶格：包含兩種或更多種等價的原子(或離子) * 兩種不同原子或離子構成：NaCl, CsCl * 同種原子但幾何位置不等價：金剛石結構、六方密排結構晶格的周期性復式晶格Na+和Cl-化學性質不同，不等價所有Na+之間是等價的，所有Cl-之間也等價兩種等價C原子兩個面心立方晶格沿體對角線平移1/4簡單晶格 基元是一個原子復式晶格 基元是一個以上原子晶體結構 = 點陣（數(shù)學幾何點） + 基元（物理）晶格的周期性復式晶格晶格的周期性布拉伐格子(Bravais lattice)簡單晶格中，任意原子的位置均可表示為復式晶

2、格：任一原子A的位矢為原胞中各種等價原子之間的相對位移金剛石晶格中對角線位移* 碳1位置* 碳2位置晶格的周期性布拉伐格子(Bravais lattice)任意格點均可表示為晶體結構 = 點陣（數(shù)學幾何點） + 基元（物理）晶格的周期性可以用(l1、l2、l3)所有可能取值的集合表示一個空間格子(也稱點陣)，一組(l1、l2、l3)的取值表示格子中的一個格點。實際晶格即在上述空間格子(點陣)上放一組原子 (基元)，它們的相對位移為ra。該空間格子表征了晶格的周期性，成為布拉伐格子。布拉伐格子是數(shù)學抽象，是點在空間的周期性排列。布拉伐格子(Bravais lattice)簡立方晶格在實際晶體中并

3、不罕見（CsCl, NH4Cl,CuZn等）但一般常見的元素不結晶為簡立方結構。晶格的周期性晶格結構實例簡單立方為了保證同一層中原子球間的距離等于A-A層之間的距離， 正方排列的原子球并不是緊密靠在一起；由幾何關系證明，間隙=0.31r0，r0為原子球的半徑。具有體心立方晶格結構的金屬：Li、Na 、Cr、 W、 Fe等.晶格的周期性晶格結構實例體心立方ABCABC 密堆積方式排布面心立方晶格的堆積比=? 配位數(shù)=？具有面心立方晶格結構的金屬：Au, Ag, Cu等堆積比率：被原子（球）所占據(jù)的可用體積的最大比率。配位數(shù)：最近鄰原子數(shù)。指原子間距最小并相等的原子個數(shù)晶格的周期性晶格結構實例面心立方ABAB密排堆垛六方晶格的堆積比=?配位數(shù)=？具有密排六方晶格結構的金屬：Zn，Mg等晶格的周期性晶格結構實例密排六方 兩套面心立方套構而成 第二套4個原子位于體對角線1/4處 第二套C原子與4個第一套C原子形成正四面體 Si, Ge為金剛石結構單胞中的原子坐標？晶格的周期性晶格結構實例金剛石結構Na和Cl分別構成面心立方格子，彼此在空間有一個位移晶格的周期性晶格結構實例NaCl結構Cs和Cl分別構成簡立方格子，彼此在空間有一個位移注意：CsCl不是體心立方，而是簡立方結構！晶格的周期性晶格結構實例CsCl結構類似金剛石結構，