第十章晶体化学简介 在第七章中我们研究过晶体内部结构的对称性,是将 晶体内的所有质点按几何点来考虑的。本章的内容要将 晶体内部质点作为原子、离子来考虑了 、最紧密堆积原理 将晶体内的质点作为球体来考虑。 因为在离子键和金属键的晶体结构中,离子键和金属 键是没有方向性的,核外电子云的分布是球形,可以作 为球形来考虑。所以对于离子键和金属键的晶体结构 可以用球体最紧密堆积原理来研究
第十章 晶体化学简介 在第七章中我们研究过晶体内部结构的对称性，是将 晶体内的所有质点按几何点来考虑的。本章的内容要将 晶体内部质点作为原子、离子来考虑了。 一 、最紧密堆积原理 将晶体内的质点作为球体来考虑。 因为在离子键和金属键的晶体结构中，离子键和金属 键是没有方向性的，核外电子云的分布是球形，可以作 为球形来考虑。所以对于离子键和金属键的晶体结构， 可以用球体最紧密堆积原理来研究
首先考虑等大球最紧密堆积: 1、堆积过程与基本形式:cCA课件演示)晶体化学单机版 第1层堆积:形成两种三角形空隙B位、C位(第1层球所在位 置标注为A); 第2层堆积:只能在上述B位或C位堆积,不能同时在这两种位 置上堆积,即形成AB或AC,AB与AC是等效的; 第3层堆积:有可能与第1层所处的位置完全相同,即形成 ABA堆积形式,也可能与第1层、第2层不同位置,形成ABc 堆积形式; 第4层、第5层…堆积:只能在A、B、C位置上任选一种,不 可能超出这3种位置,并且不能与最临近的一层相同
首先考虑等大球最紧密堆积： 1、堆积过程与基本形式：(CAI课件演示) 晶体化学单机版 第1层堆积：形成两种三角形空隙B位、C位（第1层球所在位 置标注为A）； 第2层堆积：只能在上述B位或C位堆积，不能同时在这两种位 置上堆积, 即形成AB或AC，AB与AC是等效的； 第3层堆积：有可能与第1层所处的位置完全相同，即形成 ABA堆积形式，也可能与第1层、第2层不同位置，形成ABC 堆积形式； 第4层、第5层…..堆积：只能在A、B、C位置上任选一种，不 可能超出这3种位置，并且不能与最临近的一层相同
因此,等大球最紧密堆积的基本形式只有两种: 两层重复的 ABABABAB.形式; 层重复的 ABCABCABO.形式 如果是: ABACBCACE.,则可以认为是由上述 两种基本形式的组合。 不可能 ABCCABBAA…,这样就是非紧密堆积
因此，等大球最紧密堆积的基本形式只有两种： 两层重复的ABABABAB…..形式； 三层重复的ABCABCABC….形式。 如果是：ABACBCACB…..,则可以认为是由上述 两种基本形式的组合。 不可能ABCCABBAA…..,这样就是非紧密堆积
2、堆积结构的对称性:CA课件演示)体化学单机版 BABAB…所形成的结构为六方原始格子,因此也称 六方最紧密堆积; ● ABCABCABC.所形成的结构为立方面心格子,因 此也称立方最紧密堆积。 3、堆积结构中的空隙:CA课件演示)品体化学单机版 等大球最紧密堆积结构中只形成两种空隙:四面体 空隙和八面体空隙。 空隙的分布与数量:一个球周围分布8个四面体空隙和6个八 面体空隙 思考:N个球做最紧密堆积形成的四面体空隙是多少?八面体空 是多少?
2、堆积结构的对称性： (CAI课件演示)晶体化学单机版 BABAB…所形成的结构为六方原始格子，因此也称 六方最紧密堆积； ⚫ ABCABCABC….所形成的结构为立方面心格子，因 此也称立方最紧密堆积。 3、堆积结构中的空隙： (CAI课件演示)晶体化学单机版 等大球最紧密堆积结构中只形成两种空隙：四面体 空隙和八面体空隙。 空隙的分布与数量：一个球周围分布8个四面体空隙和6个八 面体空隙. 思考:N个球做最紧密堆积,形成的四面体空隙是多少? 八面体空隙 是多少?
二、配位数与配位多面体 每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称该原 子或离子的配位数。 将某原子或离子周围的原子或异号离子中心连线形成的多面 体称该原子或离子的配位多面体 那么,在等大球最紧密堆积结构中,有哪些配位多面体? 对于离子键晶体,我们将半径较大的阴离子视为等大球最紧 密堆积,半径较小的阳离子充填到空隙中,因此,在等大球最 紧密堆积结构中,阳离子的配位多面体为四面体或八面体,配 位数为4或6。 对于金属键晶体,可视为同种金属原子的等大球最紧密堆积 空隙中并不充填原子;因此,原子的配位数为12,配位多面体 为立方八面体。 CcA课件演示) 晶体化学单机版
二、配位数与配位多面体 每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称该原 子或离子的配位数。 将某原子或离子周围的原子或异号离子中心连线形成的多面 体称该原子或离子的配位多面体。 那么，在等大球最紧密堆积结构中，有哪些配位多面体？ 对于离子键晶体，我们将半径较大的阴离子视为等大球最紧 密堆积，半径较小的阳离子充填到空隙中，因此，在等大球最 紧密堆积结构中，阳离子的配位多面体为四面体或八面体，配 位数为4或6。 对于金属键晶体，可视为同种金属原子的等大球最紧密堆积， 空隙中并不充填原子；因此，原子的配位数为12，配位多面体 为立方八面体。 (CAI课件演示)晶体化学单机版