紧密堆积ppt

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ABCABC…..
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）。
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研究球体的紧密堆积基于下列原理： （1）把晶体中的原子或离子都看成一定大小的球体； （2）原子或离子之间的键无方向性和饱和性； （3）结合时，引力和斥力保持平衡，这样才能使球体堆
积最紧密，内能最小，从而使晶格最稳定。 等大球体最紧密堆积的方式基本的有两种： 立方最紧密堆积和六方最紧密堆积。 它们的排列方式为：
在离子化合物中，由于阴离子体积大大超过阳离子ห้องสมุดไป่ตู้所 以其晶体结构中常是阴离子作等大球体最紧密堆积，阳离子 则位于剩下的空隙中。这就构成了不等大球体的最紧密堆积。
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① 四面体空隙 它是由四个球形成的空
间。把空隙周围的球的中 心联起来即形成一个四面 体，所以叫四面体空隙；
② 八面体空隙 它是由六个球形成的空
本次课程主要讲解以下基本内容：
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第八讲：矿物晶体化学（一）
一、晶体结构中质点排列的基本规律 （一）等大球体最紧密堆积原理及排列方式
在矿物的晶体结构中，除了具方向性和饱和性的共价 键组成的原子晶格外，其它晶格的质点总是倾向尽可能地 呈最紧密堆积或近似紧密堆积以降低内能。大多数金属的 结构是等大球体的最紧密堆积，大多数的离子化合物可以 看成是阴离子作最紧密堆积，而阳离子充填于它们的空隙。 因此，研究球体的紧密堆积具有重要意义。
（1）质点（正负离子）的相对大小—离子半径比 在离子不发生变形或者变形很小的情况下，离子的配位数
取决于正负离子的半径比。以配位数为六的情况说明：
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位于配位多面体中心的阳离子充填位于八面体顶角上 的六个阴离子围成的八面体空隙中，并且恰好与周围的六 个阴离子均紧密接触。取八面体中包含两个四次轴的平面。 设：阳离子半径(Rk)和阴离子半径(Ra) 如图所示，求比值： Rk/Ra
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六方最紧密堆积- ：ABAB…..
其叠置结果，会出现第三层球与第一层球的球中心投影 位置重合，最终出现：AB、AB、AB……的周期性重复（两 层重复）。因抽取的相当点按六方格子排列，故称六方最紧 密堆积。最紧密排列层平行（0001）
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
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按等大球体最紧密堆积规律构成的矿物，主要是自然金 属单质矿物，它们的晶体对称程度与其质点的最紧密堆积方 式是一致的，如自然铜、自然银、自然金等呈等轴晶系对称， 其质点则是呈立方最紧密堆积，自然锇是六方晶系对称，其 质点则呈六方最紧密堆积 （2）不等大球体的最紧密堆积
据计算，在等大球体最紧密堆积中，球体只占据空间的 74.05%，有25.95%的剩余空间，这种空间分为两种主要的基 本空隙——四面体空隙和八面体空隙。
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注意：对于由阴阳离子组成的离子晶格，决不能认为凡是 阴离子呈六方最紧密堆积就一定形成六方晶系的晶体；呈立 方最紧密堆积的就一定形成等轴晶系的晶体。这是因为阳离 充填空隙后，不一定将所有空隙都占据，而绝大多数情况都 是只占据部分空隙，有相当部分的空隙是空着的，这就造成 了相同性质的等大质点不一定是相当点，而决定晶体所属晶 系的空间格子类型必定是相当点构成的。所以，阴离子的紧 密堆积类型与晶体所具有的对称晶系不一定对应。例如镁橄 榄石的晶体结构中，O-2离子作六方最紧密堆积，但镁橄榄 石晶体却呈斜方晶系对称。
隙。把这六个球中心联起来 恰构成一个八面体，所以叫 八面体空隙。
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2. 空隙的数目与球的数目之间的关系
可以看出：每一个球的周围有6个八面体空隙和8个四面 体空隙。如果晶胞为n个球组成，则四面体空隙的总数应为8 × n∕4 ＝2n个；而八面体空隙的总数为6 × n∕6 ＝n个。
所以，当有n个等大的球体作最紧密堆积时，就会有2n 个四面体空隙和 n个八面体空隙。
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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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因相当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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立方最紧密堆积：
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1.球体的最紧密堆积
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最紧密堆积两种
（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：
上尖 角 向
尖 角 向 下
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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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（二）配位数和配位多面体
1. 基本概念 配位数: 指 每个原子或离子周围与之相接触的原子个数或异 号离子的个数 配位多面体：各配位离子或原子的中心连线所构成的多面体 上述概念不仅说明了配位数，也表明了组成空隙的各质 点相对位置。
2. 影响配位数的因素： 质点的相对大小；离子极化与堆积紧密程度；温度和压力等。
第二部分 矿物晶体化学简介
何谓矿物晶体化学？
前面我们在讨论矿物晶体结构的对称规律时，是将结构 中的质点作为几何点来考察的，但实际晶体中这些点是各种 具体的原子、离子和分子，它们是晶体的化学组成。显然， 矿物晶体的内部结构和其化学组成是决定矿物晶体各种性质 的两个最基本因素，两者紧密联系，相互制约，有其自身内 在的规律性，矿物晶体化学即研究和探索这些规律性。
八面体空隙
四面体空隙
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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）：有两种情况：
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…..