面心立方堆积及六方堆积
- 格式:pptx
- 大小:3.93 MB
- 文档页数:11
六方最密堆积的计算
六方最密堆积空间利用率和密度的计算,需要弄清堆积方式、晶胞切割方法、晶胞体积、晶胞中的原子数、原子的体积。
堆积方式为ABAB ------ (六方最密堆积)
一定要区别于ABCABC--- (面心最密堆积)
面心立方密堆积密置层按三层一组相互错开,第四层正对着第一层的方式堆积而成。
配位数为12,晶胞所含原子数为4,金属原子空间利用率为74%。
÷ Ca t SL Pt l Pd J Cu, Ag等约50多种金属为面心立方密堆积
而学生感到困难的是六方最密堆积的晶胞体积,因为它的晶胞是平行六面体,其余的金属晶体晶胞是正六面体!
六方最密堆积计算的关键晶胞体积
文档
至此,你再求晶体空间利用率和晶体密度,障碍是不是消失了?。
重点:各类堆积中原子半径(r )与晶胞棱长(a )的关系
1.简单立方堆积
两个顶点的原子紧邻,因此a=2r
晶胞的体积=a 3,每个晶胞中平均只含有一个原子,因此原子总体积=43πr 3=16
πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=16
π=52.3% 2.体心立方堆积
体对角线的三个原子紧邻,因此4r= 3 a ,即a=43
3 r 晶胞的体积=a 3,每个晶胞中平均含有2个原子,因此原子总体积=2×43
πr 3=38πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=38π=68%
3.面心立方最密堆积
面对角线的三个原子紧邻,因此4r= 2 a ,即a=2 2 r
晶胞的体积=a 3,每个晶胞中平均含有4个原子,因此原子总体积=4×43
πr 3=26πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=26π=74%
六方最密堆积的晶胞如果按照课件上的六棱柱比较容易理解,课本上采用的平行六面体晶胞相当于取了六棱柱的三分之一,也就是两个相邻的正三棱柱组合起来。
体心的原子并不是位于平行六面体的正中心,而是位于其中一个三棱柱的正中心。
各类堆积形式的典型金属(高考可能不给具体的晶胞直接考查结构)
简单立方堆积:钋(就一个,比较好记)
体心立方堆积:碱金属加上用量最大的金属铁
面心立方最密堆积:金、银、铜(记成奖牌的三种材质就行了)
六方最密堆积:镁、锌、钛(重点记住这个就行了)
石墨的结构和性质参考课本和课件,也要熟练掌握。
金属晶体的三种密堆积方式金属晶体的三种密堆积方式中,原子排列的密堆积方式是指原子在三维空间中紧密排列,以使得晶体的空间利用率达到最大。
密堆积方式可以有效影响金属的密度、强度、硬度等物理性质,因此在材料科学和固体物理中具有重要意义。
通常,金属晶体的密堆积方式主要分为以下三种:面心立方堆积(FCC)、六方最密堆积(HCP)和体心立方堆积(BCC)。
一、面心立方堆积(FCC)面心立方堆积(Face-Centered Cubic, FCC)是一种常见的密堆积方式,其中每个立方体的面上都有一个原子,且每个顶点上也有一个原子。
FCC结构可以看作是由许多面心立方单元重复堆积而成,其代表性金属包括铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)和金(Au)等。
1. 结构特点:在FCC结构中,每个原子都有12个最近邻原子,即配位数为12。
该结构单胞中包含4个原子(8个顶点上的原子分别与相邻单元共享,6个面的原子与邻近单元共享),堆积因子达到0.74,即约74%的空间被原子占据,属于最密堆积结构。
2. 性质:FCC结构由于其紧密的堆积方式,具有较高的塑性和延展性。
因此,FCC金属在室温下一般较易发生滑移,从而产生延展变形。
例如,铜和铝具有良好的延展性,易于加工成型。
3. 堆积方式:在面心立方堆积中,原子在平面上形成紧密的六边形排列,层间顺序为ABCABC 的排列模式。
这意味着每三层后结构重复,形成周期性排列。
4. 应用:FCC结构的金属由于其良好的延展性和抗冲击性,常用于制造电线、金属薄膜和结构材料等。
二、六方最密堆积(HCP)六方最密堆积(Hexagonal Close-Packed, HCP)是一种与面心立方相似的密堆积方式,但其晶体结构为六方柱体,且具有不同的堆积顺序。
HCP结构的代表性金属包括镁(Mg)、钛(Ti)、锌(Zn)和钴(Co)等。
1. 结构特点:在HCP结构中,原子的配位数同样为12,说明其紧密度与FCC相似。
典型离子晶体地各种堆积-填隙模型的堆积球和填隙球的半径比-概述说明以及解释1.引言1.1 概述离子晶体在自然界中广泛存在,并且在许多领域中具有重要的应用价值。
研究离子晶体的结构堆积方式对于理解其物理化学性质以及开发新型功能材料具有重要意义。
在离子晶体的结构中,堆积模型是其中一种重要的研究对象。
堆积模型是指离子晶体中离子排列的方式和顺序。
通过研究和分析不同类型的离子堆积模型,可以了解离子晶体的几何构型、离子间距以及孔隙结构等重要特征。
在典型离子晶体中,常见的堆积模型包括六方最密堆积、立方最密堆积和体心立方堆积等。
填隙模型是一个与堆积模型密切相关的概念。
填隙模型描述了离子晶体中离子球和填隙球之间的相互作用关系。
填隙球指的是在堆积模型中离子之间形成的孔隙,而离子球则是指堆积模型中的离子。
通过研究填隙模型,可以进一步了解离子晶体中的空位、孔径大小以及离子的配位数等重要性质。
本文将重点研究填隙模型的堆积球和填隙球的半径比。
理论上,填隙球的半径与堆积球的半径之间存在一定的关系,这对于准确描述离子晶体的结构和性质非常重要。
通过实验和模拟方法,我们将探讨不同离子晶体中填隙球和堆积球的半径比的变化规律,以期揭示离子晶体材料中的微观结构和宏观性质之间的关联性。
本研究具有重要的理论和实践意义。
首先,对填隙模型的深入研究可以为离子晶体的结构设计和制备提供理论指导。
其次,填隙模型的研究可以为新型功能材料的开发和设计提供参考。
最后,对填隙球和堆积球半径比的研究有助于揭示离子晶体的结构特征与其性质之间的内在联系,为相关领域的进一步研究提供基础和支持。
由于离子晶体的复杂性和多样性,填隙模型的研究还存在一些挑战和尚未解决的问题。
未来的研究可以进一步探索不同离子晶体中填隙球和堆积球的半径比的影响因素,并寻求更精确的描述方法和模型。
希望本研究能够为离子晶体结构与性质的研究提供新的思路和方法,促进相关领域的进一步发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:1.2 文章结构本文按照以下结构进行展开:第二部分为正文,共分为两个小节。
堆隙模型与堆积填隙模型(1)晶体结构的密堆积原理密堆积结构是指在由无方向性的金属键,离子键和范德华力结合的晶体中,原子、分子或离子等微粒总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的堆积密度大的那些结构。
密堆积方式由于充分利用了空间,从而可使体系的势能尽可能降低。
结构稳定。
最常见的密堆积型式有:面心立方最密堆积(A1),六方最密堆积(A3)和体心立方密堆积(A2)。
(2)几种堆积方式及其空隙面心立方最密堆积(A1)和六方最密堆积(A3)最密堆积的结构可用等径球的密堆积来描述。
一层等径球的最密堆积只有一种,如图2-2b所示。
每个球与六个球相邻接,并形成六个三角形空隙.从密置层中可划出六方格子,每个格子分摊到一个圆球和两个三角形空隙。
第二层等径球的最密堆积也只有一种,即一个密置层中圆球的凸出部位正好处于另一个密置层的凹陷部位.如图2-3.显然密置单层中的一半的三角形空隙在密置双层中转化成正四面体空隙(被四个球包围),另一半三角形空隙转化成正八面体空隙(被八个球包围)。
密置双层保持六重对称性。
由两层六方格子构成一个平行图2-3六面体,每个平行六面体分摊到一个圆球、两个正四体空隙和一个八面体空隙。
第三层等径中球的密堆积有两种方式:一种是第三层中球的位置落在密置双层的正四面体空隙之上,其投影位置与第二层球的位置错开但与第一层球的位置相同,即ABAB……堆积.这种堆积称六方紧堆积.它仍保持密置双层的对称性;另一种第三层中球的位置落在密置双层正八面体空隙之上,其投影位置既与第二层错开又与第一层错开,这种方式称为ABCABC……堆积.这种堆积称为面心紧密堆积.所谓A1堆积就是重复ABC堆积,记作︱ABC︱。
在密置层的垂直方向上有两种空隙相间分布,即以正四面体空隙、正八面体空隙、正四面体空隙为一个单位重复分布。
从A1堆积中可划出一个立方面心晶胞。
所谓A3堆积就是重复AB堆积,记作︱AB︱。
在密置层的垂直方向上空隙的分布要么始终是正四面体空隙, 要么始终是正八面体空隙.。