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第一章 晶 体 结 构

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第一章 晶体结构

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§1.1 一些晶格的实例

晶体格子(晶格):晶体中原子排列的具体 形式。不同晶体原子规则排列的具体形式可 能不同的，即具有不同的晶格结构 原子、原子间距不同，但有相同排列规则， 原子、原子间距不同，但有相同排列规则， 相同排列规则 这些原子构成的晶体具有相同的晶格____ ____如 这些原子构成的晶体具有相同的晶格 ____ 如 Cu和Ag;Ge和Si等 Cu和Ag;Ge和Si等 晶格设想成原子球的规则堆积，有助于比较 直观地理解晶格的组成2012-4-29 第一章 晶体结构 2

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几种常见的晶格结构

一维

二维

二维正方堆积 二维正方堆积2012-4-29 第一章 晶体结构

二维密排堆积 二维密排堆积3

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三维 1. 简单立方晶格( simple cubic, sc ) 原子球在一个平面内呈 现为正方排列

平面的原子层叠加起来得 到简单立方格子

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特点：简单，但不稳定， 特点：简单，但不稳定，是复杂晶格的基 础 用圆点表示原子的位置 ，得到简单立方晶格结 构

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2. 体心立方晶格 (body-centered cubic, bcc) ) 体心立方晶格结构 原子球排列形式

体心立方原子球排列方式表示为 AB AB AB ……2012-4-29 第一章 晶体结构 6

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体心立方晶格中， 层中原子球的距离等于 层中原子球的距离等于A- 层之 体心立方晶格中，A层中原子球的距离等于 -A层之 间的距离， 层原子球的间隙 间的距离，A层原子球的间隙 —— —— 原子球的半径 —— 体心立方晶格 结构的金属 Li、Na、K、Rb、 、 、 、 、 Cs、Fe 等 、

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体心立方晶格结构金属 —— Fe2012-4-29 第一章 晶体结构 8

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3. 六角密排晶格 ( hexagonal close-packed,hcp )

原子在晶体中的平衡位置，排列应该采取尽可 能的紧密方式 —— 结合能最低的位置 配位数:一个原子的周围最近邻的原子数 描写晶体中粒子排列的紧密程度 密堆积: 晶体由同一种粒子组成，若将粒子看 作小圆球,这些小圆球最紧密的堆积在一起 密堆积所对应的配位数,是晶体结构中最大的配 位数2012-4-29 第一章 晶体结构 9

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六角密排 全同小圆球平铺在平面上，任一个球都与6个 球相切。 每三个相切的球的中心构成一等边 三角形 每个球的周围有6个空 隙，这样构成一层 —— A层 第二层是同样的铺排 —— B层 第三层是同样的铺排 —— C层2012-4-29 第一章 晶体结构 10

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A层原子球排列

B层原子球排列

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C层原子球排列之 一 —— 六角密排晶格 (第三层原子的一种排 列方式)

C层原子球排列2012-4-29 第一章 晶体结构 12

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原子球排列为：AB

AB AB ……

六角密排晶格结 构晶体，垂直方向 的轴，是C轴 Be、Mg、Zn、Cd

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4. 面心立方晶格 C层原子球排列之二 —— 面心立方晶格

B层原子球排列2012-4-29 第一章 晶体结构

C层原子球排列14

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原子球排列 —— ABC

ABC

ABC ……

层的垂直方向是对称性为3的轴，是立方体的空 间对角线 面心立方晶格结构晶体 Cu、Ag、Au、Al 、 、 、

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