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三种常见晶格 | 三种常见的晶体结构

1. 三种常见晶格

金属晶体常见的堆积方式有4种:立方最密堆积(ccp或A1型堆积)、六方最密堆积(hcp或A3型堆积)、立方体心堆积(bcp或A2型堆积)和金刚石型堆积

1、立方最密堆积

立方紧密堆积[cubic close packing(CCP)],等大球体最紧密堆积的两种基本型式之一。其圆球的配位数为12,空间利用率为74.05%,密置层按三层重复,即ABC ABC……的方式重复堆积,其第四层的球心投影位置与第一层重复,第五层与第二层重复,依此类推。

金、银和铜等的晶体结构即属此种堆积。

2、六方最密堆积

六方最密堆积在取晶胞时,一般取六方锥的三分之一,晶胞属六方晶系,底面菱形的锐角一定是60°。

采用六方最密堆积的单质有:铍、镁等。

3、立方体心堆积

面心立方最密堆积出于对称性一般取面心型式的立方晶胞。一个晶胞涉及到的14个原子分属4层:以一个顶角为A层,与之最相邻的3个面心原子和3个顶角原子属于B层,接下来的6个原子属于C层,还有一个顶角与A层的顶角相对,它处于下一个循环的A层。

采用面心立方最密堆积的单质有:钙、锶等

4、金刚石型堆积

金刚石晶格的倒格子是体心立方格子。因此,Si和Ge等金刚石型晶体中电子的Brillouin区也就是体心立方格子中的W-S原胞,其形状是切角六面体。

具有金刚石结构的物质有:C(金刚石型)

2. 三种常见的晶体结构

最常见的主要有三种:体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。

3. 三种常见晶格结构的原子半径

1.理解离子键的含义,能说明离子键的形成.了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征,能用晶格能解释离子化合物的物理性质.

  (1).化学键:相邻原子之间强烈的相互作用.化学键包括离子键、共价键和金属键.

  (2).离子键:阴、阳离子通过静电作用形成的化学键.

  离子键强弱的判断:离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔沸点越高.

  离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量,晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量.晶格能越大,离子晶体的熔点越高、硬度越大.

  2.离子晶体:通过离子键作用形成的晶体.

  典型的离子晶体结构:NaCl型和CsCl型.氯化钠晶体中,每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子;氯化铯晶体中,每个铯离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围有8个铯离子,每个氯化铯晶胞

  性质(对σ键和π键之间相对强弱的比较不作要求)。

  (1).共价键的分类和判断:σ键(“头碰头”重叠)和π键(“肩碰肩”重叠)、极性键和非极性键,还有一类特殊的共价键-配位键。

4. 三种常见晶格类型

分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体,我们将四种晶体放在一起进行总结比较。

1.四种晶体类型的比较

2.晶体熔沸点的比较

对于不同种类型的晶体,一般而言,熔沸点:

原子晶体>离子晶体>分子晶体

金属晶体(少数除外)>分子晶体

对于同种类型的晶体:

(1)分子晶体

①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高。

②相对分子质量相同的分子晶体,分子极性越大,熔沸点越高。

③分子中存在氢键的分子晶体,熔沸点反常的高。

(2)原子晶体

原子晶体熔沸点的高低,取决于共价键的强弱和成键原子半径的大小。

(3)金属晶体

金属阳离子电荷数越多,离子半径越小,金属键越强,熔沸点越高。

(4)离子晶体

离子电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔沸点越高。

5. 三种常见晶格的致密度

致密度指晶胞中的原子所占的体积与该晶胞所占体积之比。 一般把原子当作刚性球来看待,再算出一个晶胞中的原子数,原子半径和晶格常数之间的关系,即可计算出致密度K。 比如体心立方:原子数是2,原子半径是(根号2)...

6. 常见的晶格种类

按晶体结点上粒子的类型不同分为离子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体。

7. 三种常见的晶格

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等轴晶系

1、常见的矿物:黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石,方铅矿等

2、简述又称“立方晶系”。七个晶系之一,属高级晶族。

其对称特点是,必定有四个三次对称轴,同时,不是还有三个相互垂直的四次轴,就是还有3个相互垂直的2次对称轴。此3个4次轴或2次对称轴即选择作为晶体的3个结晶轴,并必定有:轴角α=β=γ=90°,轴单位a=b≠c。

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六方晶系

1、常见的矿物:辉钼矿晶体、无腰水晶等

2、简述六方晶系特征对称性决定了六方晶系晶胞对应的基向量特点是:二个副轴均与主轴垂直,二个副轴基向量的大小相等,副轴间的夹角为120°,即其晶胞参数具有a=b≠c,α=β=90°,γ=120°的关系 。

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四方晶系

1、常见的矿物:锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等

2、简述学名 tetragonal system属中级晶族。特征对称元素为四重轴。在唯一具有高次轴的c轴主轴方向存在四重轴或四重反轴特征对称元素的晶体归属于四方晶系。

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三方晶系

1、常见的矿物:水晶、方解石、等

2、简述属中级晶族。特征对称元素为三重对称轴。可划分出六方晶胞的菱面体晶胞。晶体根据晶体理想外形或综合宏观物理性质中呈现的特征可划分为立方、六方、三方、四方、正交、单斜、三斜7类,即7个晶系,隶属3个不同的晶族。高级晶族仅包括一个立方晶系;中级晶族包括有六方、四方和三方三个晶系;低级晶族包括有正交、单斜和三斜三个晶系。

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斜方晶系

1、常见的矿物:重晶石、黄玉、白铅矿辉锑矿、白铁矿、文石、橄榄石、异极等

2、简述斜方晶系的晶体中三个轴的长短完全不相等,它们的交角仍然是互为90度垂直。与正方晶系直观相比,区别就是:x轴、y轴长短不一样。如果围绕z轴旋转,四方晶系旋转九十度即可使x轴y轴重合,旋转一周使x轴y轴重合四次(使另两轴重合的次数多于两次,该轴称“高次轴”),四方晶系有一个高次轴,也叫“主轴”。斜方晶系围绕z轴旋转,需180度才可使x轴y轴重合,旋转一周只重合两次,属低次轴。也就是说,斜方晶系的对称性比四方晶系要低,其实,斜方晶系的晶体如果围绕x轴或y轴旋转, 情况与围绕z轴旋转相同。换句话说,斜方晶系没有高次轴,或曰没有理论上的主轴。

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单斜晶系

1、常见的矿物:石膏、蓝铜矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石等

2、简述属低级晶族。其对称特点是,无高次轴,且二次对称轴和对称面均不多于一个。晶体即以此二次对称轴或对称面发现作为b轴。b轴与a轴、c轴均成正交,a轴与c轴则斜交,轴角α=γ= 90°,β≠90°,轴单位a不等于b不等于c。属于单 斜晶系的有β-S、CaSO4·2H2O等。带有底轴面的棱晶常见于这种晶系中。

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三斜晶系

1、常见的矿物:蔷薇辉石、微斜长石、钠长石、胆矾、斧石等

2、简述是七个晶系中对称性最差的晶系,其特点是既无高次对称轴,也无二次轴和对称面,有的可以有对称中心,有的连对称中心都没有。所以它的三个结晶轴均相互斜交,轴角a≠b≠c≠90°,轴单位口a≠b≠c。

8. 14种晶格分别是什么

固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,晶体有三个特征:

(1)晶体有一定的几何外形;

(2)晶体有固定的熔点;

(3)晶体有各向异性的特点,而无定形固体不具有上述特点.在实际形成中的晶体,往往有某些缺损,但对某一种晶体来说,晶面间的夹角是不变的.组成晶体的结构粒子(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上,这些点群有一定的几何形状,叫做晶格.排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点.金刚石、石墨、食盐的晶体模型,实际上是它们的晶格模型.晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类:离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体.具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质,是物质存在的一种基本形式.固态物质是否为晶体,一般可由X射线衍射法予以鉴定.晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在三维空间呈周期性重复排列,组成一定形式的晶格,外形上表现为一定形状的几何多面体.组成某种几何多面体的平面称为晶面,由于生长的条件不同,晶体在外形上可能有些歪斜,但同种晶体晶面间夹角(晶面角)是一定的,称为晶面角不变原理.晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型.晶体都有一定的对称性,有32种对称元素系,对应的对称动作群称做晶体系点群.按照内部质点间作用力性质不同,晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体等四大典型晶体,如食盐、金刚石、干冰和各种金属等.同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别.在实际中还存在混合型晶体.

9. 三种常见晶格的区别

金属晶体常见的堆积方式有4种:立方最密堆积(ccp或A1型堆积)、六方最密堆积(hcp或A3型堆积)、立方体心堆积(bcp或A2型堆积)和金刚石型堆积

1、立方最密堆积

立方紧密堆积[cubic close packing(CCP)],等大球体最紧密堆积的两种基本型式之一。其圆球的配位数为12,空间利用率为74.05%,密置层按三层重复,即ABC ABC……的方式重复堆积,其第四层的球心投影位置与第一层重复,第五层与第二层重复,依此类推。

金、银和铜等的晶体结构即属此种堆积。

2、六方最密堆积

六方最密堆积在取晶胞时,一般取六方锥的三分之一,晶胞属六方晶系,底面菱形的锐角一定是60°。

采用六方最密堆积的单质有:铍、镁等。

3、立方体心堆积

面心立方最密堆积出于对称性一般取面心型式的立方晶胞。一个晶胞涉及到的14个原子分属4层:以一个顶角为A层,与之最相邻的3个面心原子和3个顶角原子属于B层,接下来的6个原子属于C层,还有一个顶角与A层的顶角相对,它处于下一个循环的A层。

采用面心立方最密堆积的单质有:钙、锶等

4、金刚石型堆积

金刚石晶格的倒格子是体心立方格子。因此,Si和Ge等金刚石型晶体中电子的Brillouin区也就是体心立方格子中的W-S原胞,其形状是切角六面体。

具有金刚石结构的物质有:C(金刚石型)

晶体堆积结构的决定:

晶体的堆积结构取决于将分子联结成固体的结合力。这些力通常涉及原子或分子的最外层的电子(或称价电子)的相互作用。

有四种主要的晶体键。离子晶体由正离子和负离子构成,靠不同电荷之间的引力(离子键)结合在一起。氯化钠是离子晶体的一例。

原子晶体(共价晶体)的原子或分子共享它们的价电子(共价键)。钻石、锗和硅是重要的共价晶体。金属晶体是金属的原子变为离子,被自由的价电子所包围,它们能够容易地从一个原子运动到另一个原子,可形象的描述为沉浸在自由电子的海洋里(金属键)。当这些电子全在同一方向运动时,它们的运动称为电流。

分子晶体的分子完全不分享它们的电子。它们的结合是由于从分子的一端到另一端电场有微小的变动。因为这个结合力很弱(范德华力和氢键),这些晶体在很低的温度下就熔化,且硬度极低。典型的分子结晶如固态氧和冰。

10. 三种常见晶格结构,哪种晶格的金属塑性最好?为什么?

钢材的晶体组织:奥氏体,一般在高温下存在,其塑性和韧性很好,可以进行各种形式的压力加工而不发生脆断;铁素体,原子间的空隙较小,溶碳能力较低,其性质极其柔软,塑性和韧性很好,但强度和硬度较低;晶体结构复杂,外力作用下不易变形,故性质非常硬脆,抗拉强度很低,塑性及韧性几乎等于零;珠光体,是铁素体和渗碳体组成的机械混合物,故其性质介于铁素体和渗碳体之间,既有一定的强度和硬度,也有一定的塑性和韧性。

11. 什么是晶格?

α-Fe是体心立方晶格。

纯铁在912℃以下,铁原子排列成体心立方晶格。叫做α-铁;

常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;

α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格;

γ-Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;

构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞,其形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同,保留了整个晶格的所有特征。晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。