晶體結(jié)構(gòu),配合物結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)與習(xí)題1-1

1、117晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)一、基本概念（TheTheBasicBasicConceptsConcepts）：1晶體（Crystals）：(1)物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)（分子、離子或原子）在空間有規(guī)則地排列而成的、具有整齊外形的、以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)，稱(chēng)為晶體。(2)晶體有同質(zhì)多象性由同樣的分子（或原子）可以以不同的方式堆積成不同的晶體，這種現(xiàn)象叫做同質(zhì)多象性。但同一種物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)只存在一種結(jié)構(gòu)。(3)晶體的幾何度量和物理效應(yīng)常隨方向不同而表現(xiàn)出量上

2、的差異，這種性質(zhì)稱(chēng)為各向異性。2晶格（Crystallattices）(1)以確定位置的點(diǎn)在空間作有規(guī)則的排列所具有一定的幾何形狀，稱(chēng)為晶體格子，簡(jiǎn)稱(chēng)為晶格。Fig.8.10The14Bravaisunitcells3晶胞（Unitcells）(1)在晶格中，含有晶體結(jié)構(gòu)，具有代表性的最小單元，稱(chēng)為單元晶胞，簡(jiǎn)稱(chēng)晶胞。(2)在晶胞中的各結(jié)點(diǎn)上的內(nèi)容必須相同。(3)晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)：、、、α、β、γa?b?c?(4)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)用來(lái)表示晶胞中

3、質(zhì)點(diǎn)的位置例如：簡(jiǎn)單立方立方體心立方面心(000)(000)()(000)(0)(0)(0)212121212121212121bca119Fig.8.16Thepartiallyfilledbof“molecularbitals”inametal.(Left)ThehighestfilledlevelisreferredtoastheFermilevel.(Right)Theelectronsarefreertomoveintheno

4、wpartiallyfilledlevelsthispropertyaccountsftheelectricalconductivityofmetals.Fig.8.17Btheyappliedtosemiconductsinsulats.Incontrasttometalstheboffilledlevels(thevalenceb)isseparatedfromthebofemptylevels(theconductionb)bya

5、bgap.ThebgapcanrangefromjustafewkJmol?1to500kJmol?1me.(ii)按照分子軌道法，金屬晶體中的多原子形成多原子離域鍵，n個(gè)原子軌道線性組合成n個(gè)分子軌道，其中有n2個(gè)成鍵分子軌道，有n2個(gè)反鍵分子軌道（圖8.15）；(iii)由n個(gè)相同的充滿電子的原子軌道重疊所形成的能帶，稱(chēng)為滿帶（filledb）；由n個(gè)相同的未充滿電子的原子軌道重疊所形成的高能量能帶，稱(chēng)為導(dǎo)帶（conductionb

6、），能帶與能帶之間的間隔是電子不能存在的區(qū)域，稱(chēng)為禁帶（fbiddenb）。凡無(wú)電子的原子軌道重疊所形成的能帶，稱(chēng)為空帶（emptybond）；凡價(jià)電子所在的能帶，稱(chēng)為價(jià)帶（valenceb）。滿帶與空帶相互重疊，會(huì)使?jié)M帶變成導(dǎo)帶（conductionbond）(圖8.16，8.17)。(b)能帶理論的應(yīng)用(i)可以區(qū)別導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體??決定于禁帶寬度（Eg）。Eg≤0.3eV的物質(zhì)屬于導(dǎo)體，0.3eV＜Eg≤3eV的物質(zhì)屬于半導(dǎo)

7、體，Eg≥5eV的物質(zhì)屬于絕緣體。(ii)可以說(shuō)明金屬的導(dǎo)電性隨電性隨溫度的升高而降低。這是因?yàn)闇囟壬撸饘僦械脑踊螂x子振動(dòng)加劇，電子在導(dǎo)帶中躍遷受到的阻力加大的緣故。(iii)可以解釋金屬具有光澤。這是由于金屬中的價(jià)電子可吸收波長(zhǎng)范圍很廣的光子射線而跳到較高能級(jí)，當(dāng)跳回到較低能級(jí)時(shí)又可將吸收的光子發(fā)射出來(lái)的緣故。2金屬晶體（Metalliccrystals）：(1)金屬晶體是以緊密堆積方式排列，此種排列方式的勢(shì)能低，晶體較穩(wěn)定，而

8、且空間利用率大?？臻g利用率＝晶胞中球所占的體積晶胞的體積(2)平面密堆積（密置單層）把金屬原子看作等徑的圓球，按右圖方式堆積，此種堆積稱(chēng)為密置單層（圖8.18）。在密置單層中，球數(shù)︰三角形空穴數(shù)＝1︰2。證明：在ABCD中，球數(shù)＝4(14)，三角形空穴數(shù)＝2，故證得。另證：在正六邊形中，三角形空穴數(shù)＝6，球數(shù)＝6(13)1＝3，∴球數(shù)︰三角形空穴數(shù)＝3︰6＝1︰2Fig.8.18Closestpackingofspheresofonel