晶体密堆积20110217
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注：看配位数， 看配位数， 即最近的圆球数
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●
4个▲ 四面体空隙 3个● 八面体空隙
密置双层
在密置 双层上 排列第 3层 层
密置第3 密置第3层：将第三层球坐 落在第二层球上, 落在第二层球上,可以有两 种排列: 种排列:每个球置于六面空 隙或四面体空隙上。 隙或四面体空隙上。
第三层叠加到第二层B上时，可以填在正八面体空隙上， 第三层叠加到第二层B上时，可以填在正八面体空隙上， 也可以填在正四面体空隙上。 也可以填在正四面体空隙上。
8 2 3
7
M(g) ML(g)
4 5
+ L(g)
6
M(s)
+ 1/2L2(g)
理解金属晶体中原 子的堆积方式
非密置层 立方堆积 体心立方堆积
密置列
密置层
六方密堆积
面心立方密堆积
钋 型
钾 型
镁 型
铜 型
等径原球在空间的堆积
球排成密置列 球排成密置列
把列排成二维的层可以形成一种非密置单层、 把列排成二维的层可以形成一种非密置单层、一种密置单层
非密置层： 非密置层：等径圆球沿二维 方向伸展的一种排列方式 密置层： 密置层：等径圆球沿二维方 向伸展的唯一一种排列方式
A1堆积： 堆积：
抽出立方面心晶胞， 抽出立方面心晶胞，又叫面心立方最密堆积 packing)简写为 简写为ccp (cubic closest packing)简写为ccp 。
A B C A x 密置层为(111) 密置层为(111)
z
y
晶胞内含有4个球。 晶胞内含有4个球。
体心立方密堆积A 和金刚石型堆积A 体心立方密堆积A2和金刚石型堆积A4
微粒间作用力的度量(kJ/mol)
ML(s)
1
M+(g) +
L-(g)
决定于原子半径、 决定于原子半径、自由 表示金属键 电子密度 表示金属键 影响晶体熔沸 的强弱 影响晶体熔沸 点硬度 6-共价键的键能 101kPa、298k） （101kPa、298k） 大 小决定于原子轨道重叠 决定共价化合物 程度 决定共价化合物 热稳定性、 热稳定性、反应的能量 影响原子晶体熔 变化 影响原子晶体熔 沸点硬度 。
堆积： 立方体心晶胞，又叫体心立方密堆积（ A2堆积： 立方体心晶胞，又叫体心立方密堆积（body cubic packing）简写为： packing）简写为：bcp
点阵型式：立方体心 点阵型式：
金刚石型堆积(Si,Ge, Sn与此相同 金刚石型堆积(Si,Ge,α~Sn与此相同) (Si,Ge,α 与此相同)
可以看成一半原子形成面心 立方晶格一半填充于空隙中 点阵型式: 点阵型式: 面心立方
晶胞中含有8个球， 晶胞中含有8个球，
大小决定于 1-晶格能 大小决定于 与离子电荷与距离 金属键-金属原子化热△ 金属键-金属原子化热△H M(s)= M(g) 表示晶体的稳定性 影 表示晶体的稳定性 晶体熔点、 离子键-晶格能U 离子键-晶格能U ML(s) = M+(g)+ L-(g) 响晶体熔点、硬度等 共价键-键能E 共价键-键能E AB(s) = A(g) + B(g) 5-金属原子化热 大小
closest
z A B A x 1200 找出其中的四面体空隙和八面体空隙 晶胞内含有２ 晶胞内含有２个球 y
第三层球放在第二层球的正八面体空隙空隙上形成ABC 第三层球放在第二层球的正八面体空隙空隙上形成ABC 正八面体空隙空隙上形成 堆积(A 堆积) 堆积(A1堆积)
A B C A
重复ABC的堆积叫A 堆积，重复单位ABC ABC。 重复ABC的堆积叫A1堆积，重复单位ABC。 ABC的堆积叫
密置层间叠加，再叠加，球沿三维方向伸展排列， 密置层间叠加，再叠加，球沿三维方向伸展排列， 即形成竟空间点阵
两个单层叠 加，形成密 致双层， 致双层，有 几种方式？ 几种方式？
●
六个球围成的八面体空隙 六个球围成的八面体空隙
四个球围成的四面体空隙 四个球围成的四面体空隙 四面体
密置双层： 密置双层： 将第二层球 坐落在第一 层球一半的 空隙上， △空隙上， 就得到密置 双层的唯一 一种排列方 式。 在两层间形 成两种空隙。 成两种空隙。
第三层球放在第二层球的正四面体空隙上形成AB 第三层球放在第二层球的正四面体空隙上形成AB 堆积(A 密堆积) 堆积(A3密堆积) A B A
重复AB的堆积叫A 堆积，重复单位AB AB。 重复AB的堆积叫A3堆积，重复单位AB。 AB的堆积叫
A3堆积： 堆积：
又叫六方最密堆积 (hexagonal packing)简写为 简写为hcp packing)简写为hcp 。
晶体结构的密堆积原理---研究晶体结构的一种方法 晶体结构的密堆积原理---研究晶体结构的一种方法
密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是趋向于配 密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是趋向于配 原理 位数高，空间利用率大的紧密堆积结构方式， 位数高，空间利用率大的紧密堆积结构方式，最紧密的堆 积往往是最稳定的结构。 积往往是最稳定的结构。 空间利用率(堆积系数) 空间利用率(堆积系数)：单位体积空间中圆球所占 体积百分数. 体积百分数 配位数:一个球周围最邻近的圆球的数目 配位数:一个球周围最邻近的圆球的数目. 金属晶体用等径圆球的堆积模型说明， 金属晶体用等径圆球的堆积模型说明，离子晶体看成 是阳离子填充在阴离子密堆积的间隙中形成的。 是阳离子填充在阴离子密堆积的间隙中形成的。原子晶体 由于共价键的方向性、饱和性难以形成密堆积。 由于共价键的方向性、饱和性难以形成密堆积。
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4个▲ 四面体空隙 3个● 八面体空隙
密置双层
在密置 双层上 排列第 3层 层
密置第3 密置第3层：将第三层球坐 落在第二层球上, 落在第二层球上,可以有两 种排列: 种排列:每个球置于六面空 隙或四面体空隙上。 隙或四面体空隙上。
第三层叠加到第二层B上时，可以填在正八面体空隙上， 第三层叠加到第二层B上时，可以填在正八面体空隙上， 也可以填在正四面体空隙上。 也可以填在正四面体空隙上。
8 2 3
7
M(g) ML(g)
4 5
+ L(g)
6
M(s)
+ 1/2L2(g)
理解金属晶体中原 子的堆积方式
非密置层 立方堆积 体心立方堆积
密置列
密置层
六方密堆积
面心立方密堆积
钋 型
钾 型
镁 型
铜 型
等径原球在空间的堆积
球排成密置列 球排成密置列
把列排成二维的层可以形成一种非密置单层、 把列排成二维的层可以形成一种非密置单层、一种密置单层
非密置层： 非密置层：等径圆球沿二维 方向伸展的一种排列方式 密置层： 密置层：等径圆球沿二维方 向伸展的唯一一种排列方式
A1堆积： 堆积：
抽出立方面心晶胞， 抽出立方面心晶胞，又叫面心立方最密堆积 packing)简写为 简写为ccp (cubic closest packing)简写为ccp 。
A B C A x 密置层为(111) 密置层为(111)
z
y
晶胞内含有4个球。 晶胞内含有4个球。
体心立方密堆积A 和金刚石型堆积A 体心立方密堆积A2和金刚石型堆积A4
微粒间作用力的度量(kJ/mol)
ML(s)
1
M+(g) +
L-(g)
决定于原子半径、 决定于原子半径、自由 表示金属键 电子密度 表示金属键 影响晶体熔沸 的强弱 影响晶体熔沸 点硬度 6-共价键的键能 101kPa、298k） （101kPa、298k） 大 小决定于原子轨道重叠 决定共价化合物 程度 决定共价化合物 热稳定性、 热稳定性、反应的能量 影响原子晶体熔 变化 影响原子晶体熔 沸点硬度 。
堆积： 立方体心晶胞，又叫体心立方密堆积（ A2堆积： 立方体心晶胞，又叫体心立方密堆积（body cubic packing）简写为： packing）简写为：bcp
点阵型式：立方体心 点阵型式：
金刚石型堆积(Si,Ge, Sn与此相同 金刚石型堆积(Si,Ge,α~Sn与此相同) (Si,Ge,α 与此相同)
可以看成一半原子形成面心 立方晶格一半填充于空隙中 点阵型式: 点阵型式: 面心立方
晶胞中含有8个球， 晶胞中含有8个球，
大小决定于 1-晶格能 大小决定于 与离子电荷与距离 金属键-金属原子化热△ 金属键-金属原子化热△H M(s)= M(g) 表示晶体的稳定性 影 表示晶体的稳定性 晶体熔点、 离子键-晶格能U 离子键-晶格能U ML(s) = M+(g)+ L-(g) 响晶体熔点、硬度等 共价键-键能E 共价键-键能E AB(s) = A(g) + B(g) 5-金属原子化热 大小
closest
z A B A x 1200 找出其中的四面体空隙和八面体空隙 晶胞内含有２ 晶胞内含有２个球 y
第三层球放在第二层球的正八面体空隙空隙上形成ABC 第三层球放在第二层球的正八面体空隙空隙上形成ABC 正八面体空隙空隙上形成 堆积(A 堆积) 堆积(A1堆积)
A B C A
重复ABC的堆积叫A 堆积，重复单位ABC ABC。 重复ABC的堆积叫A1堆积，重复单位ABC。 ABC的堆积叫
密置层间叠加，再叠加，球沿三维方向伸展排列， 密置层间叠加，再叠加，球沿三维方向伸展排列， 即形成竟空间点阵
两个单层叠 加，形成密 致双层， 致双层，有 几种方式？ 几种方式？
●
六个球围成的八面体空隙 六个球围成的八面体空隙
四个球围成的四面体空隙 四个球围成的四面体空隙 四面体
密置双层： 密置双层： 将第二层球 坐落在第一 层球一半的 空隙上， △空隙上， 就得到密置 双层的唯一 一种排列方 式。 在两层间形 成两种空隙。 成两种空隙。
第三层球放在第二层球的正四面体空隙上形成AB 第三层球放在第二层球的正四面体空隙上形成AB 堆积(A 密堆积) 堆积(A3密堆积) A B A
重复AB的堆积叫A 堆积，重复单位AB AB。 重复AB的堆积叫A3堆积，重复单位AB。 AB的堆积叫
A3堆积： 堆积：
又叫六方最密堆积 (hexagonal packing)简写为 简写为hcp packing)简写为hcp 。
晶体结构的密堆积原理---研究晶体结构的一种方法 晶体结构的密堆积原理---研究晶体结构的一种方法
密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是趋向于配 密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是趋向于配 原理 位数高，空间利用率大的紧密堆积结构方式， 位数高，空间利用率大的紧密堆积结构方式，最紧密的堆 积往往是最稳定的结构。 积往往是最稳定的结构。 空间利用率(堆积系数) 空间利用率(堆积系数)：单位体积空间中圆球所占 体积百分数. 体积百分数 配位数:一个球周围最邻近的圆球的数目 配位数:一个球周围最邻近的圆球的数目. 金属晶体用等径圆球的堆积模型说明， 金属晶体用等径圆球的堆积模型说明，离子晶体看成 是阳离子填充在阴离子密堆积的间隙中形成的。 是阳离子填充在阴离子密堆积的间隙中形成的。原子晶体 由于共价键的方向性、饱和性难以形成密堆积。 由于共价键的方向性、饱和性难以形成密堆积。