金属的晶体结构

1、金属的晶体结构1金属的晶体结构2 、金属的晶体结构3金属的晶体结构4 1985年年,英国化学家哈罗德英国化学家哈罗德沃特尔沃特尔克罗托博士和美国科学家克罗托博士和美国科学家理查德理查德埃里特埃里特史沫莱用大功率激光束轰击石墨使其气化，用氦气史沫莱用大功率激光束轰击石墨使其气化，用氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C60。为此，克。为此，克罗托博士获得罗托博士获得1996年度年度诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。 克罗托受建筑学家理查德克罗

2、托受建筑学家理查德巴克明斯特巴克明斯特富勒（富勒（RichardBuckminsterFuller）设计的）设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑的启发，认为美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑的启发，认为C60可能具有类似球体的结构，因此将可能具有类似球体的结构，因此将其命名为其命名为buckminster fullerene（巴克明斯特（巴克明斯特富勒烯，简称富勒烯）。富勒烯，简称富勒烯）。 金属的晶体结构5金属的晶体结构6金属的晶体结构7金属的晶体结构8金属的晶体结构9金属的晶体结构10金属的晶体结构11 饱和性饱和性 量子力学指出，两个自旋方向相反的电子结量子力学指出，两个自旋方向相反的电子结

3、合可使它们的自旋能量之和为零，达到稳定状合可使它们的自旋能量之和为零，达到稳定状态，于是已成对的电子不能再与其他原子中的态，于是已成对的电子不能再与其他原子中的电子结合成对，即电子结合成对，即共价键结合的原子所能形成共价键结合的原子所能形成键的数目有一最大值键的数目有一最大值 。 方向性方向性共价键是由共享电子结合的，按量子力学观点，共价键是由共享电子结合的，按量子力学观点，共价键的形成是靠相邻原子外层未满壳层电子共价键的形成是靠相邻原子外层未满壳层电子云的重叠，云的重叠，电子云在两核中间重叠的密度最大电子云在两核中间重叠的密度最大。重叠越多，所形成的共价键就越稳定。重叠越多，所形成的共价键就

4、越稳定。 金属的晶体结构12金属的晶体结构13金属的晶体结构14金属的晶体结构15 金属的晶体结构16金属的晶体结构17 金属的晶体结构18v晶胞选取应满足的条件：（晶胞选取应满足的条件：（1）晶胞的几何形状充分反映点晶胞的几何形状充分反映点阵的对称性；阵的对称性；v（2）平行六面体内相等的棱）平行六面体内相等的棱和角数目最多；和角数目最多；v（3）当棱间呈直角时，直角）当棱间呈直角时，直角数目应最多；数目应最多；v (4)晶胞体积应最小。晶胞体积应最小。金属的晶体结构19金属的晶体结构20(1) (1) 体心立方晶格体心立方晶格(2) (2) 面心立方晶格面心立方晶格(3) (3) 密排六方

5、晶格密排六方晶格金属的晶体结构21金属的晶体结构22金属的晶体结构23金属的晶体结构24金属的晶体结构25配位数和致密度：配位数和致密度：配位数（配位数（z）晶体中与任一个原子最邻近，且等距的晶体中与任一个原子最邻近，且等距的 原子数。原子数。致密度（致密度（k） 晶胞中所包含的原子所占的体积与晶胞晶胞中所包含的原子所占的体积与晶胞 体积之比。（体积之比。（%） 对对bcc，z=8（取体心原子为基准）（取体心原子为基准） 金属的晶体结构26金属的晶体结构27金属的晶体结构28金属的晶体结构29金属的晶体结构30金属的晶体结构31金属的晶体结构32金属的晶体结构33金属的晶体结构34金属的晶体结

6、构35金属的晶体结构36金属的晶体结构37金属的晶体结构38金属的晶体结构39金属的晶体结构40金属的晶体结构41如：如：有有8个晶向个晶向 111111、111111、111111、111111、111111、111111、111111、111111金属的晶体结构42金属的晶体结构43金属的晶体结构44v三种常见晶格的密排面和密排方向三种常见晶格的密排面和密排方向密排密排面面数数量量密排方密排方向向数数量量体心立方体心立方晶格晶格11064面心立方面心立方晶格晶格11146密排六方密排六方晶格晶格六方六方底面底面1底面对底面对角线角线3l单位面积晶面上单位面积晶面上的原子数称晶面的原子数称晶面原子密度。原子密度。l单位长度晶向上单位长度晶向上的原子数称晶向的原子数称晶向原子密度。原子密度。l原子密度最大的原子密度最大的晶面或晶向称密晶面或晶向称密排面或密排方向排面或密排方向。金属的晶体结构45v面心立方晶格与密排六方晶格密排面的堆垛顺序面心立方晶格与密排六方晶格密排面的堆垛顺序v密排六方晶格密排六方晶格的堆垛顺序为的堆垛顺序为ABABAB