常见晶体模型与晶胞计算.ppt

常见晶体模型及晶胞计算 　　晶胞一般是平行六面体，整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 晶胞 描述晶体结构的基本单元 简单立方 体心立方 面心立方 三种典型立方晶体结构 晶胞中微粒的计算方法——均摊法 原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个图形晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额是1/n。 （1）长方体（立方体）： （2）非长方体（非立方体）： 视具体情况分析。 N=N顶角×1/8 + N棱上×1/4 + N面上×1/2 + N体内 在每个CO2周围等距离且相距最近 的CO2共有 个。 在每个小立方体中平均分摊到的CO2 分子数为： 个 干冰晶体结构 12 (8×1/8 + 6×1/2) = 4 8个CO2分子位于立方体顶点 6个CO2分子位于立方体面心 分子晶体 ——晶胞为面心立方体 冰的结构模型中，每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形 mol“氢键”。 冰 4 2 (1)每个Na+( Cl-)周围等 距且紧邻的Cl- (Na+)有 个，构成 ， Na+( Cl-)的配位数为 。 6 正八面体 12 4 4 Cl－ Na+ NaCl的晶体结构 ——简单立方体 6 1 ︰1 NaCl (2)每个Na+周围等距且 紧邻的Na+有 个。 (3)每个晶胞中平均有 个Na+， 个Cl-，故每个晶胞中含有 个“NaCl”结构单元； N(Na+) ︰ N( Cl-) = ,化学为 。 (4)能否 把“NaCl”称为分子式？ 离子晶体 4 (2)晶胞的边长为acm，求NaCl晶体的密度。 ρ= M / NA×晶胞所含粒子数 晶胞的体积 58.5 / NA×4 a3 （1）设NaCl晶胞的边长为acm，则晶胞中Na+和Cl-的最近距离（即小立方体的边长）为 cm，则晶胞中同种离子的最近距离为 cm。 (3)若NaCl晶体的密度为ρg/cm3，则 NaCl晶体中Na＋与Na+间的最短距离是多少？ a/2 a/2 = 练习 （1）每个Cs+( Cl-)周围等距且紧邻的Cl- (Cs+)有 个， Cs+( Cl-)的配位数为 。 CsCl的晶体结构 8 1 8×1/8=1 6 1 ——晶胞为体心立方体 8 （2）每个Cs+ ( Cl-)周围 等距且紧邻的Cs+ ( Cl-)有 个。 （3）每个晶胞中含 个Cs＋、含 个Cl－，故每个晶胞中含有 个“CsCl”结构单元； N(Cs+) ︰ N( Cl-) = ,化学为 。 1︰1 CsCl 思考：NaCl、CsCl同属AB型离子晶体， NaCl晶体中Na+的配位数与CsCl晶体中Cs+的配位数是否相等？ CaF2的晶体结构 （1）每个Ca2+周围等距且紧邻的F-有 个， Ca2+配位数为 。 F- Ca2+ （2）每个F-周围等距且紧邻的Ca2+有 个， F-配位数为 。 （3）每个晶胞中含 个Ca2＋、含 个F－, Ca2＋和F－的个数比是 。 8 8 4 4 8 4 1︰2 3、金属晶体: ①简单立方堆积 唯一金属——钋 每个晶胞含 个原子 简单立方堆积的配位数 =6 球半径为r 正方体边长为a =2r 空间利用率= r=2/a 晶胞含有原子的体积 晶胞体积 ×100% 1 ②体心立方堆积（钾型） K、Na、Fe 每个晶胞含 个原子 体心立方堆积的配位数 =8 2 ③六方最密堆积（镁型） Mg、Zn、Ti 每个晶胞含 个原子 六方最密堆积的配位数 =12 2 ④面心立方最密堆积（铜型） Cu、Ag、Au 面心立方堆积的配位数 =12 每个晶胞含 个原子 4 面心立方最密堆积的空间占有率 =74% 堆积模型 采纳这种堆积的典型代表 空间利用率 配位数 晶胞 简单立方 Po（钋） 52% 6 体心立方 （钾型） K、Na、Fe 68% 8 六方最密 （镁型） Mg、Zn、Ti 74% 12 面心立方最密（铜型） Cu, Ag, Au 74% 12 金属晶体的四种堆积模型对比 金刚石