材料科学基础-第二章 晶体结构和缺陷(一).pdf

2014/10/15 2.1 晶体化学基本原理 回顾： 材料科学基础 理想晶体应该具有均一性、各向异性、对称性、 第二章 晶体结构与缺 自限性、最小内能性和稳定性等，其内部结构均服 陷（一） 从空间格子（空间点阵）规律，外形为规则的几何 顾书英 多面体，并具有一定的对称规律。 2014.10.13 2.1 晶体化学基本原理 2.1 晶体化学基本原理 问题的提出： 2.1.1 原子半径与离子半径 什么是晶体化学？ （1）原子半径 研究晶体的结构与化学组成、性能之间的关系的学科。  元素的原子半径是与其化合物环境密切相关的。按照原子 晶体化学的基本原理？ 键合的类别，原子半径有共价半径、范德华半径、金属半 径和离子半径等。一般所谓的原子半径是指共价半径或金 应用基础化学理论讨论影响理想晶体结构的基本规律： 属半径。 方法：通过讨论组成晶体的质点的本身所具有的特性，认识它们在组成晶体结构时 的相互作用。  由于电子云是按概率分布在核周围的，按照分子轨道理论 晶体化学认为决定晶体结构的主要因素有： 电子式共有的，所以也很难对原子或离子半径下一个严格 的定义。  在分子或晶体中，我们可以把分子或晶体内部原子或离子 原子半径与离子半径 、紧密堆积、配位数与配位多面体、极 的中心间距定义为两个原子或离子的半径之和。 化性能等。 1 2014/10/15 2.1 晶体化学基本原理 2.1 晶体化学基本原理 2.1.1 原子半径与离子半径 2.1.1 原子半径与离子半径 （1）原子半径 （2 ）离子半径  同种元素的两个原子以共价单键连接时，它们核间距的一 + - 定义：正负离子之间的距离r , 即r =r +r , 如：作用圈 半就称为该原子的共价半径，更确切地说是单键共价半径。 0 0  在金属晶体中，金属原子核间距离得一半称为金属半径。 为球形，其它离子不能侵入。这种作用圈的半径称 原子的金属半径一般比它的单键共价半径大10%--15%。金 为：“离子半径”。 属半径值是指配位数为12时的情况，由于金属晶体绝大多 数是立方密堆或六方密堆结构，故其配位数为12.  在非金属元素分子晶体中，由共价键结合起来的原子间距 为共价半径的两倍；另外一种较大的间距，即相邻分子 间的原子间距，这个间距的一半是所谓的范