結(jié)構(gòu)化學(xué)球的密堆積講義.ppt

1、8.2 球的密堆積,8.2.1等徑圓球的最密堆積 8.2.2等徑圓球的體心立方密堆積 8.2.3等徑圓球密堆積中空隙的大小和分布, 將金屬原子看成等徑球體 球形原子在晶體中趨向于形成穩(wěn)定的密堆積結(jié)構(gòu),8.2.1 等徑圓球的最密堆積,非密堆積層,密堆積層,A：底層球的球心位置 B：頂點(diǎn)向上的三角形空隙的中間位置 C：頂點(diǎn)向下的三角形空隙的中間位置,最密堆積,最密堆積：密堆積層中原子的突出部位正好處在相鄰一密堆積層的凹陷部位 密置雙層：相鄰的密堆積層,1.立方最密堆積 A1型 將密堆積層相對(duì)位置按ABCABC方式做最密堆積 2.六方最密堆積 A3型 將密堆積層相對(duì)位置按ABAB 方式做最密堆積,3

2、.其他最密堆積 （1）雙六方最密堆積 A3 將密堆積層相對(duì)位置按ABACABAC 方式做最密堆積 （2）Sm型最密堆積 A3 將密堆積層相對(duì)位置按ABABCBCAC 方式做最密堆積,等徑圓球的各種最密堆積型式具有相同的堆積密度，其堆積系數(shù)均為 0.7405,堆積系數(shù)（空間利用率）：球體積與整個(gè)堆積體積之比,8.2.2等徑圓球的體心立方密堆積A2型,（a）球的密堆積 （b）體心立方晶包 （c）晶包切割圖形,許多金屬單質(zhì)采取A2堆積體心立方密堆積結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)卻不是最密堆積，結(jié)構(gòu)中不存在最密堆積層和密置雙層,體心立方密堆積結(jié)構(gòu)及晶胞中，每個(gè)圓球均和8個(gè)處在立方頂點(diǎn)上的配位圓球接觸。該晶胞中有2個(gè)圓

3、球，一個(gè)處于立方體的中心。另一個(gè)為處在立方體8個(gè)頂點(diǎn)上的球所形成的。因此晶胞的大小可以用等徑圓球的半徑r表示出來(lái), 即晶胞的邊長(zhǎng)a與 r的關(guān)系為:,A2堆積的堆積系數(shù)的計(jì)算:,A2堆積的堆積系數(shù)比最密堆積系數(shù)小。許多金屬單質(zhì)采取A2堆積體心立方密堆積結(jié)構(gòu)，說(shuō)明影響晶體結(jié)構(gòu)的因素除了堆積密度外，還有其他因素。例如參與成鍵的價(jià)電子數(shù)及其軌道影響等。計(jì)算該堆積系數(shù)只是一個(gè)理想的模型，實(shí)際上，在成鍵過(guò)程中原子球發(fā)生一定程度的變形。所以該系數(shù)只是一個(gè)與真實(shí)值近似值。,8.2.3等徑圓球密堆積中空隙的大小和分布,空隙：用周圍成空隙的那些球的球心連線構(gòu)成的多面體來(lái)為空隙命名，如八面體空隙，四面體空隙等。 空隙半徑：若在晶胞空隙中放入剛性球, 則能放入球的最大半徑為空隙半徑。,1、面心立方空隙,每個(gè)晶胞中有4個(gè)八面體空隙，8個(gè)四面體空隙 R四=0.225R原子， R八=0.414R原子,2、六方最密空隙,每個(gè)晶胞中有6個(gè)八面體空隙，12個(gè)四面體空隙 R四=0.225R原子， R八=0.414R原子,3、體心立方空隙,每個(gè)晶胞中有6個(gè)八面體空隙，12個(gè)四面體空隙 R四=0.29R原子， R八=0.15R原子,課程要