晶体空间利用率计算PPT课件(PPT 19页).pptx

1、1-第1页，共19页。晶胞中微粒数目的计算晶胞中微粒数目的计算晶胞中的不同位置的微粒是被一个或几个晶胞中的不同位置的微粒是被一个或几个相邻晶胞分享的，因此一个晶胞所包含的相邻晶胞分享的，因此一个晶胞所包含的实际内容是实际内容是“切割切割”以后的部分以后的部分计算方法：切割法计算方法：切割法2-第2页，共19页。氯化钠晶体面心面心体心体心棱上顶点顶点氯离子氯离子钠离子钠离子思考：思考：氯化钠晶氯化钠晶体中钠离子和体中钠离子和氯离子分别处氯离子分别处于晶胞的什么于晶胞的什么位置？位置？3-第3页，共19页。4-第4页，共19页。5-第5页，共19页。(对于立方体结构对于立方体结构)n位于位于顶点顶

2、点的微粒，晶胞完全拥有其的微粒，晶胞完全拥有其1/8。n位于位于面心面心的微粒，晶胞完全拥有其的微粒，晶胞完全拥有其1/2。n位于位于棱上棱上的微粒，晶胞完全拥有其的微粒，晶胞完全拥有其1/4。n位于位于体心体心上的微粒，微粒上的微粒，微粒完全属于完全属于该晶胞。该晶胞。6-第6页，共19页。NaCl晶胞晶胞CsCl晶胞晶胞计算：计算：NaCl晶胞、晶胞、CsCl晶胞中含有的晶胞中含有的阴、阳离子数目分别是多少？阴、阳离子数目分别是多少？钠离子：钠离子：112 1/4 4 氯离子：氯离子：8 1/86 1/2 4 铯离子：铯离子：1氯离子：氯离子：8 1/8 17-第7页，共19页。例题分析：

3、例题分析：如图所示的晶体结构是一种具有优良的压如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。晶体内与每个。晶体内与每个“T T”紧邻的氧原子数和紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带的电荷均已略去）带的电荷均已略去）O O原子原子TiTi原子原子BaBa原子原子8-第8页，共19页。例题解析：例题解析：化学式为：化学式为：BaTiOBaTiO3 3BaBa：1 1 1 1TiTi：8 8 (1/8)(1/8)OO：1212 (1/4)(1/4)O O原子原子TiTi原子原子BaB

4、a原子原子9-第9页，共19页。2：某离子晶体晶胞结构如图某离子晶体晶胞结构如图所示，所示，X位于立方体的顶点，位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。试分位于立方体的中心。试分析：析：（1）在一个晶胞中有）在一个晶胞中有 个个X，个个Y，所以，所以该晶体的化学式为该晶体的化学式为_ （2）晶体中距离最近的）晶体中距离最近的2个个X与一个与一个Y所形成的夹角所形成的夹角XYX角角度为度为_（填角的度数）（填角的度数）课堂练习课堂练习1/21XY2109.5 10-第10页，共19页。3.现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推知甲晶现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推知甲晶体中与的粒子个数比为体中与的粒子个

5、数比为；乙晶体；乙晶体 的的化学式为化学式为；丙晶体的化学式；丙晶体的化学式为为；丁晶体的化学式为；丁晶体的化学式为。ABCDFEZXY Y1:1DC2或C2DEF或FEXY2Z甲乙丙丁11-第11页，共19页。4.上图甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比上图甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比为为。甲甲 乙乙 丙丙1:2:3乙晶胞中所含金属原子数为乙晶胞中所含金属原子数为8 1/8+6 1/2=4晶胞中所含金属原子数为晶胞中所含金属原子数为12 1/6+2 1/2+3=612-第12页，共19页。二、空间利用率的计算二、空间利用率的计算 1、空间利用率：、空间利用率：指构成晶体的原子

6、、离子指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。比。球体积球体积 空间利用率空间利用率 =100%晶胞体积晶胞体积（1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微粒数2 2、空间利用率的计算步骤：、空间利用率的计算步骤：（2）计算晶胞的体积）计算晶胞的体积13-第13页，共19页。1.1.简单立方堆积简单立方堆积立方体的棱长为立方体的棱长为2r2r，球的半径为，球的半径为r r2r过程：过程：1 1个晶胞中平均含有个晶胞中平均含有1 1个原子个原子V V球球=334r%100晶胞球VVV V晶胞晶胞=（2r2r）3 3=8r=8r3 3空间利

7、用率空间利用率=3343100%8rr=52%三、金属晶体空间利用率计算三、金属晶体空间利用率计算14-第14页，共19页。2 2、体心立方堆积、体心立方堆积ab222aab22223)4(abarra34%10034233ar%1003434233）（rr%68%10083空间利用率空间利用率=a15-第15页，共19页。3 3、六方最密堆积、六方最密堆积s2r23232rrrsrh3623342rV球h2r2r32283622322srrrhV晶胞%100晶胞球VV%1002834233rr=74%空间利用率空间利用率=sh16-第16页，共19页。4 4、面心立方最密堆积、面心立方最密堆

8、积4rara223344rV球333216)22(arrV晶胞%100晶胞球VV%10021634433rr=74%空间利用率空间利用率=17-第17页，共19页。堆积方式堆积方式 晶胞类型晶胞类型空间利空间利用率用率配位数配位数实例实例面心立方面心立方【堆积方式及性质小结堆积方式及性质小结】简单立方简单立方体心立方体心立方六方堆积六方堆积面心立方面心立方六方六方体心立方体心立方简单立方简单立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo18-第18页，共19页。二、晶体密度的计算二、晶体密度的计算 1、空间利用率：、空间利用率：指构成晶体的原子、离子指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。比。晶胞质量晶胞质量 晶体密度晶体密度=100%晶胞体积晶胞体积（1）晶胞质量）晶胞质量=M NA 晶胞微粒数（晶胞微粒数（M为摩尔质量）为摩尔质量）2 2、空间利用率的计算步骤：、空间利用率的计算步骤：（2）计算晶胞的体积）计算晶胞的体积=a3(a为边长）为边长）19-第19页，共19页。