常見的晶體結(jié)構(gòu)

關(guān)于常見的晶體結(jié)構(gòu)1、面心立方結(jié)構(gòu)（FCC，A1型）（1）密堆積情況：原子以ABCABC……的方式堆積，面心立方緊密堆積（111）面為密排面。

原子分布在立方體的8個頂點與6個面心上。（2）原子分布：第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天晶胞含有：4個八面體空隙

8個四面體空隙；（3）單位晶胞原子數(shù)目：單位晶胞原子數(shù)：n=4；（4）原子的空間坐標：第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（5）原子半徑與點陣常數(shù)：

晶胞的3個棱邊長度（a、b、c）與原子半徑r之間的關(guān)系，可由簡單的幾何知識求出。面心立方結(jié)構(gòu)（a=b=c）：第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（6）配位數(shù)：CN=12

K=0.74（8）密度：（7）致密度（堆垛密度）：第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天A1型結(jié)構(gòu)：

-Fe、鋁、銅、鎳、鉛、金、銀、鉑等例：已知銅是面心立方結(jié)構(gòu)的金屬，其原子半徑為0.1278nm，相對原子質(zhì)量為63.54g/mol。求銅的原子密度。第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、體心立方結(jié)構(gòu)（A2型）（1）密堆積情況：原子以ABAB……的方式堆積，體心立方近似密堆積，（110）面為密排面。

原子分布在立方體的8個頂點與體心上。（2）原子分布：第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天晶胞含有：2個八面體空隙

4個四面體空隙；（3）單位晶胞原子數(shù)：單位晶胞原子數(shù)：n=2；（4）原子的空間坐標：第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（5）原子半徑與點陣常數(shù)：體心立方結(jié)構(gòu)（a=b=c）：第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（6）配位數(shù)：A2型結(jié)構(gòu)：

-Fe、鉻、鎢、鉬、釩、鈮、鈦和鋯等CN=8致密度：K=0.68（7）致密度（堆垛密度）：第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3、密排六方結(jié)構(gòu)（A3型）（1）密堆積情況：原子以ABAB……的方式堆積，六方緊密堆積，（0001）面為密排面。

12個原子分布在六方晶胞的頂點、2個原子處于上下底心、3個原子在六方晶胞體內(nèi)。（2）原子分布：第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天晶胞含有：6（2）個八面體空隙；12（4）個四面體空隙；（3）單位晶胞原子數(shù)：六方晶胞原子數(shù)：Z=6；單位晶胞原子數(shù)：Z=2；第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（4）原子的空間坐標：（5）原子半徑與點陣常數(shù)：密排六方結(jié)構(gòu)（a=b=c）：第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（6）配位數(shù)：A3型結(jié)構(gòu)：鈹、鎂、鎘、鈦和鋯等CN=12致密度：K=0.74（7）致密度（堆垛密度）：第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天1、金剛石結(jié)構(gòu)常見共價晶體的晶體結(jié)構(gòu)——立方晶系（2）碳原子位于立方體的8個頂點，6個面心及立方體內(nèi)4個小立方體的中心。（1）金剛石是面心立方格子（3）單位晶胞原子數(shù)：n＝8第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（5）每個碳原子周圍都有四個碳，碳原子之間形成共價鍵，CN＝4（4）晶胞內(nèi)各原子的空間坐標：000，??0，?0?

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?金剛石結(jié)構(gòu)：Si、Ge、灰錫α-Sn、人工合成的立方氮化硼B(yǎng)N……第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、石墨結(jié)構(gòu)——六方晶系

石墨結(jié)構(gòu)中：層內(nèi)碳原子以共價鍵相連，CN＝3，三角形配位；層間碳原子則以分子鍵相連。

石墨結(jié)構(gòu)為碳原子成層狀排列，每一層中碳原子成六方環(huán)狀排列。石墨型結(jié)構(gòu)：人工合成的六方氮化硼B(yǎng)N……第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)數(shù)量關(guān)系（化學式）：AX型、AX2型、A2X3型、ABO3型、AB2O4型常見的無機化合物：NaCl型、CsCl型、

-ZnS型、-ZnS型、CaF2型、TiO2型、剛玉（Al2O3）型、CaTiO3型、尖晶石（MgAl2O4）型常見無機化合物晶體結(jié)構(gòu)——離子晶體晶體結(jié)構(gòu)分析：

離子半徑、電中性、陰離子多面體之間的連接第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：Cl-

離子面心立方堆積；Na+離子填充八面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=4；晶胞中：4個八面體空隙

8個四面體空隙；Na+離子填充全部八面體空隙1、NaCl型結(jié)構(gòu)——立方晶系第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：晶胞常數(shù)：a0=2(r++r－)第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）配位數(shù)與配位多面體：因為：所以，Na+的配位數(shù)為CN=6，

Cl-的配位數(shù)CN=6形成[NaCl6]八面體共棱連接NaCl型：MgO、CaO、SrO、BaO、MnO、FeO、CoO、NiO等第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、CsCl型結(jié)構(gòu)（1）密堆積情況：Cl-

簡單立方堆積；Cs+離子填充立方體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=1；——立方晶系晶胞常數(shù)：第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天CsCl型：CsBr、CsI、TlCl、NH4Cl……（2）質(zhì)點坐標：或（3）配位數(shù)與配位多面體：第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：S2-

離子面心立方堆積；Zn2+離子填充四面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=4；晶胞中：4個八面體空隙

8個四面體空隙；Zn2+離子填充1/2四面體空隙3、閃鋅礦型結(jié)構(gòu)（

-ZnS）——立方晶系第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）配位數(shù)與配位多面體：r+/r－＝0.436>0.414，理論上，CN＝6，實際上，CN=4，四面體配位

閃鋅礦型：β-SiC，Be、Cd、Hg等的硫化物、硒化物和碲化物，CuCl等第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：S2-

離子六方緊堆積；Zn2+離子填充四面體空隙；單位晶胞分子數(shù)：Z=2；晶胞中：2個八面體空隙

4個四面體空隙；Zn2+離子填充1/2四面體空隙4、纖鋅礦型結(jié)構(gòu)(-ZnS)——六方晶系第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：其中，u＝0.875（3）配位數(shù)與配位多面體：Zn2＋與S2－的配位數(shù)均為：4第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天閃鋅礦與纖鋅礦的結(jié)構(gòu)區(qū)別：[ZnS4]四面體層的配置情況不同纖鋅礦型：BeO、ZnO、AlN、CdS、GaAs等第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：Ca2＋離子面心立方堆積；F－離子填充八面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=4；晶胞中：4個八面體空隙

8個四面體空隙；F－離子填充全部四面體空隙5、螢石（CaF2）型結(jié)構(gòu)——立方晶系第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：晶胞常數(shù)：第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）配位數(shù)與配位多面體：r＋/r－＝0.975，CNCa＝8CNF＝4[CaF8][FCa4]第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天螢石型（RO2）：反螢石型（R2O）：ZrO2、ThO2、CeO2、VO2、BaF2等Li2O、Na2O、K2O…….第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：O2-

離子近似六方緊密堆積；Ti4+離子填充1/2八面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=2；晶胞中：2個八面體空隙

4個四面體空隙；6、金紅石（TiO2）型結(jié)構(gòu)——四方晶系第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：u＝0.31第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）配位數(shù)與配位多面體：r＋/r－＝0.44，CNTi＝6CNO＝3[TiO6]TiO2型：GeO2、SnO2、PbO、MnO2……第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（1）密堆積情況：Ca2＋和O2－作面心立方堆積；Ti4+離子填充1/4八面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=1；晶胞中：4個八面體空隙

8個四面體空隙；7、鈣鈦礦（CaTiO3）型結(jié)構(gòu)——立方晶系第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）質(zhì)點坐標：第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）配位數(shù)與配位多面體：Ti4+：r＋/r－＝0.436，CNTi＝6Ca2+：r＋/r－＝0.96，CNCa＝12O2－：CNO＝6第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天8、MgAl2O4尖晶石型結(jié)構(gòu)——立方晶系第40頁,共45頁，2024年2月25日，星期天O2－面心立方堆積；Mg2+離子填充1/8四面體空隙；Al3+離子填充1/2八面體空隙；晶胞分子數(shù)：Z=8；

8個Mg、16個Al、32個O第41頁,共45頁，2024年2月25日，星期天尖晶石型晶體結(jié)構(gòu)中多面體連接方式第42頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

正尖晶石：二價陽離子A填充于四面體空隙，三價陽離