《材料化学》课程教学课件（讲稿）第二章 材料的结构

Chapter2材料的结构

材料的结构 Chapter 2

目录01.5元素和化学键晶体学基本概念02.晶体缺陷03.金属材料的结构04.无机非金属结构05.06.倒易点阵

01. 元素和化学键 02. 晶体学基本概念 03. 晶体缺陷 04. 金属材料的结构 05. 无机非金属结构 06. 倒易点阵 目录

材料性能与结构的关系

材料性能与结构的关系

材料性能与结构的关系材料的性能内部结构显微结构原子结构原子键合原子排列晶体非晶体

材料性能与结构的关系 材料的性能 内部结构 原子结构 原子键合 原子排列 显微结构 晶体 非晶体

元素和化学键一一第一电离能I（eV）1314101112151617185卤素其它非金属He城金属过渡金属H10碱土金属后过渡金屋aCNOFBeBNeL氢稀有气体编系元素15112141517181.0079413非金属PS钢系元素AISiCIMgArNa232420212225262728293233103034353631TiVCrScFeCoNiCuSeICaMnZnGaAsBrKrGe4142443940434546S337384749505152548YZrNbRhPdSbRbSrMoTcRuCdSnXeAgInTe737475767783727879808182848586555657-71PtHfWReIrTIPbBiPoCsBaTaOsAuHgAtRnLa-Lu871051061071081091101111121131151161178889-103104114118FrRfDbNhFIRaSgBhHsMtDsRgCnMcLVTsAc-Lrog对于没有稳定同位素的元素，括号中是其半衰期最长的同位意的质量数596667686970575860616263646571CePrNdEuGdTbHoErTmYbLaPmSmDyLu9091929391981008994959699101102103UThPaNpPuBkCfEsMdNoAcAmCmFmLT

元素和化学键——第一电离能 I1 (eV)

离子晶体离子键：金属键无方向性无方向性无饱和性无饱和性离子晶体正负离子半径不等，1O2）同号之间排斥紧密堆积结构

离子晶体 离子晶体： 紧密堆积结构 离子键： 无方向性， 无饱和性 金属键： 无方向性， 无饱和性 1）正负离子半径不等； 2）同号之间排斥

离子晶体鲍林规则』（配位多面体规则）一一在离子鲍林第一规则晶体中，正离子周围形成一个负离子多面体正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比(a）稳定结构(b）稳定结构（c）不稳定结构

离子晶体 鲍林规则 • 鲍林第一规则（配位多面体规则）── 在离子 晶体中，正离子周围形成一个负离子多面体， 正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正 离子的配位数取决于离子半径比。 （a）稳定结构 （b）稳定结构 （c）不稳定结构

离子晶体BAao=2-+2r+=2V2rr+=V2r--r- = (V2- 1) r4rr+/ r- = 0.414ao=V2

离子晶体

配位数正负离子半径比堆积结构2<0.1550030.155~0.22584 0.225～0.414A60.414~0.73280.732～1.00012~1.000

正负离子半径比 配位数 堆积结构 <0.155 2 0.155～0.225 3 0.225～0.414 4 0.414～0.732 6 0.732～1.000 8 ~1.000 12

例：已知K+和Cl的半径分别为0.133nm和0.181nm，试分析KC的晶体结构，并计算堆积系数解：晶体结构：因为r+/r-=0.133/0.181=0.735，正离子配位数应为8，处于负离子立4R方体的中心。属于CsCI型结构。2r++2rv3ao=2r++2r=2(0.133)+2(0.181)=0.628nmao=0.363 nm单位晶胞内原子体积堆积系数：单位晶胞体积4元(0.181）元(0.1333N堆积系数：=0.725a(0.363)3

解：晶体结构：因为r+/ r- = 0.133/0.181 = 0.735，正离子配位数应为8，处于负离子立 方体的中心。属于CsCl型结构。 2r ++2r - 例：已知K+和Cl-的半径分别为0.133 nm 和0.181 nm ，试分析KCl的晶体结构，并计算堆积系数