《晶体化学基础》PPT课件
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23
等大球体的最紧密堆积
等大球体的最紧密堆积方式，最基本的就是六方最紧密堆积 和立方最紧密堆积两种。当然，还可出现更多层重复的周期性堆 积，如ABAC、ABAC、ABAC……四层重复；ABCACB、 ABCACB、ABCACB……六层重复等。
在两种最基本的最 紧密堆积 方式中，每个 球体所接触到的同径球 体个数为12（即配位数 等于12）。
质点之间趋向尽可能靠近，形成最紧密堆积。分等大球体 的最紧密堆积和不等大球体的紧密堆积两种。 1. 等大球体的最紧密堆积 第一层球排列（A）：等大球体在平面内作最紧密排列时，
只能构成下列的形式： 尖 角 向 上
尖 角 向 下
9
等大球体的最紧密堆积
第二层球排列（B）：第二层球在堆积于第一层之上时，每球只有与第一层 的三个球同时接触才算是最稳定的。即位于三角形空隙的位置。
13
等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
14
等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
15
等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–View from top shows hexagonal unit cell
4Hale Waihona Puke Baidu
Atomic and Ionic Radii
原子和离子半径
5
Atomic and Ionic Radii
不能绝对测量(不可能确切知道e-的运动状况, 即运动 速度和位置)
如果将电子云的分布空间(体积)视为球形，则球的半径 就是原子或离子的半径 = 理论半径
以键长数据为基础，由实验方法得到的原子或离子半径 称为原子或离子的有效半径
在0.5～1.2 Å的范围内，而阴离子半径则在1.2～2.2 Å之间
7
二、球体的最紧密堆积
最紧密堆积原理： 因为在离子键和金属键的晶体结构中，
离子键和金属键是没有方向性的，核外电 子云的分布是球形，可以作为球形来考虑。 所以对于离子键和金属键的晶体结构，可 以用球体最紧密堆积原理来研究。
8
球体的最紧密堆积
第10章 晶体化学基础
元素周期表 原子和离子半径 密堆积原理 配位数和配位多面体 化学键和晶格类型
1
元素周期表 The Periodic Table
2
Elements are classified as:
碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土、非金属、卤素、惰性气体 Metals: lose e- and cations Nonmetals: gain e- and anions Metalloids intermediate (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po..)
等大球的密堆积
View from the
same side shows the face-centered
A-layer
cubic unit cell
that results.
C-layer
B-layer
A-layer
20
等大球的密堆积
Rotating toward a top view
21
16
等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–View from top shows hexagonal unit cell, with symmetry symbols (3-fold)
17
等大球体的最紧密堆积
②第二种堆积是在由六 个球围成的八面体空隙 上进行的，即第三层球 堆在第一层与第二层球 形成的八面体空隙之 上…...
CN＝12
11
等大球体的最紧密堆积
叠置结果，会出现第三 层球与第一层球，球中 心投影位置重合……最 终出现：AB、AB、 AB……的周期性重复 （两层重复）。等同点 按六方格子排列，故称 六方最紧密堆积。 密排层平行（0001）。
12
等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
3
Elements are classified as:
– 按纵行分为9个族: 除零族(惰性气体)和VIII族外，I至VII族又分主(A) 和副(B)族
– 最外层电子数: IA为1(ns1); VIIA为7(ns2 np5); IB(铜族)和 IIB(锌族) 最外层电子数分别为1和2; IIIB至VIIB的族号等于最外层 s电子数加上次外层d电子数; VIII族和零族另当别论。
发现第四层与第一层重复（中心投影位置重合），第五 层与第二层重复，第六层与第三层重复，如此堆积下去，出 现了：ABC、ABC、ABC……的周期重复。
18
等大球体的最紧密堆积
因等同点是按立方面心格子分布的，故称之为立方（面心）最紧密堆积， 其最紧密堆积的球层平行于立方面心格子 的（111）面网.
19
对应于不同的化学键，也有离子半径、共价半径、金属 原子半径、范德华半径的区别
6
Atomic and Ionic Radii
周期表中的规律： 同种元素原子半径: 共价半径 < 金属原子半径 同种元素离子半径: rcation < ranion 同族元素: 原子和离子半径随周期数增加而增大 同一周期元素: 原子和离子半径随Z的增加而减小 从周期表左上到右下对角线上，阳离子半径近于相等 镧系和锕系:阳离子半径随Z增加而略有减小 Generally, 阳离子半径都小于阴离子半径。阳离子半径
八面体空隙
四面体空隙
10
等大球体的最紧密堆积
两层球作最紧密堆积，出现了两种不同的空隙：一是由六个球 围成的空隙，称为八面体空隙 。另一种是由四个球围成的空隙， 称为四面体空隙。
第三层球的排列（C）：
① 第一种堆积方式是在四面 体空隙上进行的。即将第三 层球堆放在第一层与第二层 球体所形成的四面体空隙的 位置上…...
等大球的密堆积.
Rotating toward a top view
22
等大球的密堆积
You are looking at a top yellow layer A with a blue layer C below, then a red layer B and a yellow layer A again at the bottom
等大球体的最紧密堆积
等大球体的最紧密堆积方式，最基本的就是六方最紧密堆积 和立方最紧密堆积两种。当然，还可出现更多层重复的周期性堆 积，如ABAC、ABAC、ABAC……四层重复；ABCACB、 ABCACB、ABCACB……六层重复等。
在两种最基本的最 紧密堆积 方式中，每个 球体所接触到的同径球 体个数为12（即配位数 等于12）。
质点之间趋向尽可能靠近，形成最紧密堆积。分等大球体 的最紧密堆积和不等大球体的紧密堆积两种。 1. 等大球体的最紧密堆积 第一层球排列（A）：等大球体在平面内作最紧密排列时，
只能构成下列的形式： 尖 角 向 上
尖 角 向 下
9
等大球体的最紧密堆积
第二层球排列（B）：第二层球在堆积于第一层之上时，每球只有与第一层 的三个球同时接触才算是最稳定的。即位于三角形空隙的位置。
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等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
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等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
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等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–View from top shows hexagonal unit cell
4Hale Waihona Puke Baidu
Atomic and Ionic Radii
原子和离子半径
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Atomic and Ionic Radii
不能绝对测量(不可能确切知道e-的运动状况, 即运动 速度和位置)
如果将电子云的分布空间(体积)视为球形，则球的半径 就是原子或离子的半径 = 理论半径
以键长数据为基础，由实验方法得到的原子或离子半径 称为原子或离子的有效半径
在0.5～1.2 Å的范围内，而阴离子半径则在1.2～2.2 Å之间
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二、球体的最紧密堆积
最紧密堆积原理： 因为在离子键和金属键的晶体结构中，
离子键和金属键是没有方向性的，核外电 子云的分布是球形，可以作为球形来考虑。 所以对于离子键和金属键的晶体结构，可 以用球体最紧密堆积原理来研究。
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球体的最紧密堆积
第10章 晶体化学基础
元素周期表 原子和离子半径 密堆积原理 配位数和配位多面体 化学键和晶格类型
1
元素周期表 The Periodic Table
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Elements are classified as:
碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土、非金属、卤素、惰性气体 Metals: lose e- and cations Nonmetals: gain e- and anions Metalloids intermediate (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po..)
等大球的密堆积
View from the
same side shows the face-centered
A-layer
cubic unit cell
that results.
C-layer
B-layer
A-layer
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等大球的密堆积
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等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–View from top shows hexagonal unit cell, with symmetry symbols (3-fold)
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等大球体的最紧密堆积
②第二种堆积是在由六 个球围成的八面体空隙 上进行的，即第三层球 堆在第一层与第二层球 形成的八面体空隙之 上…...
CN＝12
11
等大球体的最紧密堆积
叠置结果，会出现第三 层球与第一层球，球中 心投影位置重合……最 终出现：AB、AB、 AB……的周期性重复 （两层重复）。等同点 按六方格子排列，故称 六方最紧密堆积。 密排层平行（0001）。
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等大球的密堆积
Add 3rd layer (yellow)
–Unit cell
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Elements are classified as:
– 按纵行分为9个族: 除零族(惰性气体)和VIII族外，I至VII族又分主(A) 和副(B)族
– 最外层电子数: IA为1(ns1); VIIA为7(ns2 np5); IB(铜族)和 IIB(锌族) 最外层电子数分别为1和2; IIIB至VIIB的族号等于最外层 s电子数加上次外层d电子数; VIII族和零族另当别论。
发现第四层与第一层重复（中心投影位置重合），第五 层与第二层重复，第六层与第三层重复，如此堆积下去，出 现了：ABC、ABC、ABC……的周期重复。
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等大球体的最紧密堆积
因等同点是按立方面心格子分布的，故称之为立方（面心）最紧密堆积， 其最紧密堆积的球层平行于立方面心格子 的（111）面网.
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对应于不同的化学键，也有离子半径、共价半径、金属 原子半径、范德华半径的区别
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Atomic and Ionic Radii
周期表中的规律： 同种元素原子半径: 共价半径 < 金属原子半径 同种元素离子半径: rcation < ranion 同族元素: 原子和离子半径随周期数增加而增大 同一周期元素: 原子和离子半径随Z的增加而减小 从周期表左上到右下对角线上，阳离子半径近于相等 镧系和锕系:阳离子半径随Z增加而略有减小 Generally, 阳离子半径都小于阴离子半径。阳离子半径
八面体空隙
四面体空隙
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等大球体的最紧密堆积
两层球作最紧密堆积，出现了两种不同的空隙：一是由六个球 围成的空隙，称为八面体空隙 。另一种是由四个球围成的空隙， 称为四面体空隙。
第三层球的排列（C）：
① 第一种堆积方式是在四面 体空隙上进行的。即将第三 层球堆放在第一层与第二层 球体所形成的四面体空隙的 位置上…...
等大球的密堆积.
Rotating toward a top view
22
等大球的密堆积
You are looking at a top yellow layer A with a blue layer C below, then a red layer B and a yellow layer A again at the bottom