立方金刚石的晶体结构32页PPT
金刚石分子结构
金刚石分子结构
一、引言
金刚石是一种非常重要的材料，因其硬度高、导热性好等特点被广泛应用于工业领域。
本文将介绍金刚石分子结构的相关知识，包括其晶体结构、化学组成、电子结构等方面。
二、金刚石晶体结构
金刚石属于菱晶系，其晶体结构为立方晶系。
每个碳原子与四个相邻的碳原子形成四面体结构，共同构成了一个三维网格。
这种网格被称为钻石晶格，也是金刚石硬度高的主要原因之一。
三、金刚石化学组成
金刚石的化学式为C，即由纯碳元素组成。
每个碳原子与周围四个碳原子共享电子对形成共价键。
这些共价键非常牢固，使得金刚石具有极高的硬度和稳定性。
四、金刚石电子结构
由于每个碳原子都与周围四个碳原子形成了共价键，因此金刚石分子中的电子是非常紧密地绑定在一起的。
这种紧密的电子排布使得金刚石具有良好的导电性和导热性。
五、金刚石分子结构的应用
金刚石在工业领域中有着广泛的应用。
由于其硬度高、耐磨损、导热性好等特点，被用于制造切割工具、钻头等高强度工具。
此外，金刚石还被用于制造电子元件、光学器件等高科技领域。
六、结论
金刚石分子结构是由纯碳元素组成的立方晶系晶体结构。
其硬度高、导电性好等特点使得其在工业中有着广泛的应用。
了解金刚石分子结构对于深入理解其物理特性以及开发新型材料具有重要意义。
晶体结构(结构 晶面指数)ppt课件
SchToeoclhonfoloPghyy,sSiNcsNUand Information Technology, SNNU
CsCl 结构式
2. CsCl 结构——由两个简单立方子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1／2
的长度套构而成
Cs+（0,0,0），Cl-（0.5,0.5,0.5）， Cs+ 平移（0.5,0.5,0.5）即可变为Cl-， Cs+和Cl离子各自构成简单立方结构
晶 体：是指其内部的原子、分子、离子或其集团在三维空间呈周期 排列的固体，表现为长程有序（在微米量级范围是有序的）
非晶体：无规则的，无序的或短程有序的。
在X射线中出现明显衍射峰的称为晶体 （微米量级甚至纳米量级）
晶体分为： 单晶体 多晶体；有机晶体 无机晶体 完整晶体 非完整晶体
Pb(Zr,Ti)O 3
金刚石晶格碳1位置碳2位置其中informationtechnologysnnuwignerseitz原胞定义以任意一个格点为中心以此格点与一切相邻格点连线的中垂面为界面围成的最小多面体特点总是代表其点阵的点群对称性总是原胞最自然最漂亮的原胞能反映晶体对称性的最小重复单元平面六角bccfcc正十二面体schoolinformationtechnologysnnubravais格子的特点所有格点周围的环境都是一样的但沿不同方向上的物理性质不同的各向异性bravais格子的格点可以看成分布在一系列平行的直线上晶列晶列的指向晶向crystaldirection晶向指数的确定步骤晶向指数的确定步骤11以晶胞中的某一阵点为原点以三条棱边为以晶胞中的某一阵点为原点以三条棱边为轴并以晶胞棱边的长度为单位长度
金刚石晶体类型
金刚石晶体类型
金刚石属于立方晶系，晶体结构为面心立方格子。
立方晶系指晶体的对称性仅限于三个垂直的轴，且是等长的，这意味着在这种晶系中，立方体的每个面都具有相同的形状和大小。
而面心立方格子则指在立方晶系中，每个晶胞的八个顶点处各有一个原子，并且每个面心上也有一个原子。
金刚石晶体的结构非常稳定，它们由纯碳元素组成，原子间的共价键非常坚固，因此金刚石具有非常高的硬度和抗腐蚀性能。
它们被广泛用于工业领域，如磨料、切割工具和传感器等。
三晶体结构PPT课件
2 h2
3 h3,
请同学自证: h1= h1 , h2= h2 , h3= h3
该晶面族的法向矢为倒格矢G (h’1h’2h’3) ,其中最短倒格矢Gh＝h1b1＋h2b2＋ h3b3
a / , a / , a / 1 (h1,h2,h3为互质整数)。晶面间距即为
h1
2 h2
3 h3, 在法向的投
影
3
若ABC面的指数为（234），情况又如何？
5. 晶体中有哪几种密堆积，密堆积的配位数是多少？
6. 晶向指数，晶面指数是如何定义的？
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5. 晶体中有哪几种密堆积，密堆积的配位数是多少？ 6. 晶向指数，晶面指数是如何定义的？
第33页/共125页
§1.6 倒格子与布里渊区
一. 倒格子基矢 (Reciprocal Lattice Vector)
5. 氯化铯（CsCl)结构 Cs＋，Cl－离子分别为简立方（SC）子格子，二子格子体心套构。
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6. NaCl结构 Na＋,Cl－分别为fcc子格子，沿立方边位移a/2套构而成。
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注意
不同晶体结构的Cu.NaCl,金刚石 结构，闪锌矿结构等，它们的格子 均为fcc。
2. 体心立方元素晶体, [111]方向上的结晶学周期为 多大? 实际周期为多大?
3. 面心立方元素晶体中最小的晶列周期为多大? 该 晶列在哪些晶面内?
4. 晶面指数为（123）的晶面ABC是离原点O最近
的 重
晶 合
面 ，
， 除
O O
A点、外O,OBA和、OOCB分和别O与C基上矢是a否1
、a2 、a 有格点？
（2）将原点与各级近邻的格点连线，得 到几组格矢；
晶体结构
《金属晶体》
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
问题：构成金属晶体的粒子有哪些？
组成粒子：金属阳离子和自由电子
1.“电子气理论”(自由电子理论) 金属原子脱落来的价电子形成遍布整
个晶体的“电子气”,被所有原子所共用， 从而把所有的原子维系在一起。
1、什么是晶体？什么是非晶体？
定义：晶体——具有规则几何外形的固体
非晶体——没有规则几何外形的固体
2、晶体有什么特点和性质？
特点和性质： （1） 晶体有自范性（几何外形和内部质点排
列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异
性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定
《分子晶体与原子晶体》
交流·讨论
雪花、冰糖、食盐、水晶 和电木（酚醛树脂）这些固体 是否属于晶体？若不是晶体， 请说明理由。
观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？
干冰晶体结构
碘晶体结构
一、分子晶体
1、概念
构成晶体的粒子是分子，粒子 间以分子间作用力（范德华力， 氢键）相互作用的晶体叫分子晶 体。
故其熔点金刚石高。
金刚石 3550
沸点 （℃）
4827 4827
（3）石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合键型晶体。
4. 只认识到冰中含有共价键（即氢元素和 氧元素之间的共价键），而没有认识冰晶 体中水分子与其他水分子之间的作用力是 范德华力和氢键，不是化学键，所以误认 为冰是原子晶体。
5.属于分子晶体的有：干冰、冰、硫磺、 C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有气体的晶体 、氧的晶体、氮的晶体； 属于原子晶体的有：金刚石、石英、金刚砂
金刚石型结构
金刚石型结构金刚石结构（Diamond structure ）就是金刚石晶体的结构；具有这种类型的晶体结构即称为金刚石型结构。
金刚石是碳原子的一种结晶体。
其中的碳原子都以共价键结合，原子排列的基本规律是每一个碳原子的周围都有4个按照正四面体分布的碳原子；这种结构可看成是由两套面心立方Bravais格子套构而成的，套构的方式是沿着单胞 [结晶学元胞]立方体对角线的方向移动1/4距离；也可以看成是由许多（111）的原子密排面沿着[111]方向、按照ABCABCABC···规律堆积起来而构成的；每个单胞中包含有8个原子，每个原胞中包含有2个不等价的原子，是一种复式晶格。
重要的半导体Si和Ge就具有金刚石型的晶体结构。
金刚石晶格的倒格子是体心立方格子。
因此，Si和Ge等金刚石型晶体中电子的Brillouin区也就是体心立方格子中的W-S原胞，其形状是切角六面体（即14面体）。
金刚石的立体结构金刚石三维结构：金刚石的晶胞金刚石晶胞二氧化硅的晶体结构：在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，每个硅原子周围结合4个氧原子；同时，每个氧原子跟2个硅原子相结合。
实际上，SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比例所组成的立体网状的晶体。
（1）二氧化硅晶体中最小环为12元环。
SiO2晶体中Si原子的排列方式和金刚石晶体中碳原子的排列方式是相同的。
在金刚石晶体中，每个最小环上有6个碳原子，因此SiO2晶体中每个最小环上有6个Si原子，另外六边形的每条边上都夹入了一个氧原子，所以最小环为12元环。
（2）每个硅原子被12个最小环共有。
如图可以看出，每个硅原子周围有四条边，而每条边又被6个环所共有，同时由于每个环上有两条边是同一个硅原子周围的，因此还要除以2以剔除重复。
所以最终计算式为（4*6）/2=12（3）每个最小环平均拥有1个氧原子。
由于每个硅原子被12个环共有，因此每个环只占有该硅原子的1/12，又因为每个最小环上有6个硅原子，所以每个最小环平均拥有的硅原子数为：6*（1/12）=0.5个。
第三章第一节晶体的常识PPT课件
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（1）性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固
体进行X-射线衍射实验。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、晶体形成的途径： ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
定义： 晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体
2、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
构成固体的粒子在三维空间里是 否呈现周期性的有序排列
4、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体
金刚石晶体的结构基元
金刚石晶体的结构基元金刚石晶体的结构基元，哎呀，说到这个话题，脑海里浮现出一颗颗闪闪发光的宝石，简直让人垂涎欲滴。
想象一下，在阳光下，金刚石的光芒像小星星一样闪烁，真是让人心动不已。
这些宝石可不是凭空而来的，它们的背后有着一套相当复杂又美妙的结构。
我们得知道，金刚石可不是随便就能形成的。
它们的原材料可真是“下足了功夫”，碳元素经过高温高压的“洗礼”，在地球深处千锤百炼，最终变成了坚硬的金刚石。
真是有点像那些历经风雨的老顽童，外表硬朗，内心却充满故事。
说到金刚石的结构，我们不得不提到它的晶体格子。
它的结构就像是一个精密的蜂窝，碳原子在其中排列得整整齐齐，真是个“排队打卡”的典范。
每一个碳原子都和四个邻居亲密无间，形成了强大的共价键。
哎，这种亲密关系可不是一般的牢固，像是好朋友之间的默契，紧紧相依，难以分离。
金刚石之所以这么坚硬，正是因为这种紧密的排列和强大的结合力。
就像你跟你的小伙伴一起去探险，团结就是力量嘛。
在这结构里，每个碳原子像一个小小的英雄，扮演着不可或缺的角色。
想象一下，金刚石就像是一场盛大的聚会，每个碳原子都是这里的明星，人人都想跟它们搭上话。
正是因为这种紧密的组织，金刚石才有了超强的硬度，谁都不敢轻易招惹它。
就像在学校里，最强的那位同学，大家都不敢轻易挑战，生怕被“打回原形”。
再说到金刚石的光学性质，哎呀，真的是绝了。
金刚石不仅硬，还能把光线折射得七扭八歪，绚丽得让人目眩神迷。
想象一下，光线穿过金刚石，就像是舞台上的灯光效果，瞬间变得五光十色，真是让人心动不已。
那种“闪耀”的感觉，简直是让人无法抗拒，仿佛一颗颗流星在夜空中划过，梦幻得让人心驰神往。
没错，这种光学特性也是它的一大魅力所在，谁能拒绝如此诱人的光芒呢？金刚石的热导性能也是顶呱呱的。
它能迅速散热，就像是身手敏捷的运动员，在比赛中轻松应对各种挑战。
热量一来，它就像个“冰山美人”，毫不在意，迅速将热量带走。
这一点在一些高科技领域可是一大法宝，能帮助我们解决很多问题。
立方金刚石的晶体结构34页文档
立方金刚石的晶体结构
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿