1.5.1晶體中原子堆垛方式1.5.2晶體結(jié)構(gòu)中的間隙1.5.3同素異構(gòu)現(xiàn)象1.5.4原子半徑1.5.5其它晶體結(jié)構(gòu)1.5.6晶體的極射投影簡介2/6/202311.5.1晶體中原子的堆垛方式等徑球在平面上最緊密堆垛方式A層原子緊密排列，第二層可排B與C位置，但不可同時(shí)排B與C位置2/6/20232A層原子緊密排列，第二層可排B與C位置，但不可同時(shí)排B與C位置ABCCBBBBCCCCCBBBAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACCBAA（111）面原子排列平面示意圖[110]BBBFCC結(jié)構(gòu)原子堆垛示意圖2/6/20233面心立方密排面心立方：密排面為{111}ABCABCABC……2/6/20234面心立方2/6/20235密排六方密排密排面為（0001）ABABAB……2/6/20236PackingofthehcpcrystalPackingofthehcpcrystal(ABAB…)2/6/20237ABABCATOMICPACKING2/6/20238

體心立方堆垛密排面為（110）ABABAB….2/6/20239BBBBBBAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBAAAAAA[111]（110）面原子平面排列示意圖BBBBBB體心立方堆垛密排面為（110），不是最密排結(jié)構(gòu)。ABABAB2/6/2023101.5.2晶體結(jié)構(gòu)中的間隙從晶體中原子排列的剛球模型和對致密度可以看出，金屬晶體中存在間隙分為四面體間隙和八面體間隙2/6/202311Interstitials

2/6/202312Interstitials2/6/202313Interstitials2/6/202314棱邊長位于立方體正中心和每個(gè)棱邊中心面心立方八面體間隙數(shù)目=1+12×1/4=4設(shè)原子半徑為rA，間隙中能容納的最大圓球半徑rBrB/rA=0.4142/6/202315位于由一個(gè)頂角原子和三個(gè)面中心原子連接成的正四面體中心面心立方四面體間隙數(shù)目為8rB/rA=0.2252/6/202316密排六方八面體間隙與面心立方結(jié)構(gòu)的八面體和四面體間隙形狀完全相似八面體間隙位置不同rB/rA=0.4142/6/202317密排六方四面體間隙四面體間隙rB/rA=0.2252/6/202318位于立方體每個(gè)面中心和每根棱中間體心立方八面體間隙數(shù)目為6<100><110>rB/rA=0.15rB/rA=0.6332/6/202319位于兩個(gè)體心原子和兩個(gè)頂角原子所組成的四面體中心體心立方四面體間隙數(shù)目為12rB/rA=0.292/6/202320晶體結(jié)構(gòu)中的間隙2/6/2023211.5.3同素異晶性（多型性）當(dāng)外界條件（溫度、壓力）改變時(shí)，元素的晶體結(jié)構(gòu)可以發(fā)生轉(zhuǎn)變，這種性能稱作同素異晶性，或稱多型性錫在溫度低于18℃時(shí)為金剛石結(jié)構(gòu)的α-Sn，也稱為灰錫這種轉(zhuǎn)變則稱為同素異晶轉(zhuǎn)變或多型性轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物叫同素異晶體碳具有六方結(jié)構(gòu)和金剛石結(jié)構(gòu)兩種晶型錫在溫度高于18℃時(shí)為正方結(jié)構(gòu)的β-Sn，也稱為白錫2/6/202322同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變晶體結(jié)構(gòu)改變，金屬的性能如體積、強(qiáng)度、塑性、磁性、導(dǎo)電性等往往要發(fā)生突變鋼鐵材料和鈦合金等許多其他的金屬材料能夠通過熱處理來改變性能，原因之一就是因?yàn)樗鼈兙哂芯娃D(zhuǎn)變?nèi)缂冭F加熱時(shí)候的膨脹曲線2/6/202323Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變912℃以下為體心立方結(jié)構(gòu)，α-Fe912~1,394℃之間為面心立方結(jié)構(gòu)，γ-Fe溫度超過1,394℃時(shí)，又變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)，稱為δ-Fe在150KPa高壓下鐵還可以具有密排六方結(jié)構(gòu)，稱為ε-Fe2/6/202324同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與金屬中的多晶型類似，在聚合物中存在非常多的異構(gòu)體，并使異構(gòu)體熔點(diǎn)和沸點(diǎn)等都不相同丙醇的異構(gòu)體

a-正丙醇；b-異丙醇，它們成分相同，結(jié)構(gòu)不同2/6/202325碳的同素異構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)2/6/2023261.5.4原子大小原子半徑：最近鄰的兩個(gè)原子中心之間的距離的一半表征原子大小通常采用兩種量度方法：原子半徑和結(jié)構(gòu)原子體積bccfcchcpc/a=1.633c/a≠1.6332/6/202327影響原子半徑因素一般情況下都是指常溫、常壓下的數(shù)據(jù)1.溫度與壓力的影響溫度改變時(shí)由于原子熱振動(dòng)及晶體內(nèi)點(diǎn)陣缺陷平衡濃度的變化，使原子間距產(chǎn)生改變，影響到原子半徑的大小室溫下Ag的原子半徑為0.144429nm原子并非剛性接觸，存在一定可壓縮性，壓力改變也會(huì)引起原子半徑的變化溫度升高1℃時(shí)則變?yōu)?.144432nm2/6/202328影響原子半徑因素晶體中原子的平均間距與結(jié)合鍵類型及鍵合的強(qiáng)弱有關(guān)2．結(jié)合鍵的影響離子鍵與共價(jià)鍵是較強(qiáng)的結(jié)合鍵，原子間距相應(yīng)較小范德瓦爾斯鍵的鍵能最小，因此原子間距最大同一金屬晶體分別以金屬鍵和離子鍵結(jié)合時(shí)，原子半徑與離子半徑有很大的差異如Fe原子的原子半徑為0.124nm，而Fe2+和Fe3+的離子半徑分別為0.083nm和0.067nm堿金屬與過渡族金屬相比，由于結(jié)合鍵較弱，因此堿金屬的原子半徑比離子半徑大得多2/6/202329影響原子半徑因素原子排列密集程度與原子半徑密切相關(guān)3．配位數(shù)的影響把配位數(shù)為12的密排晶體的原子半徑作為1，對不同配位數(shù)時(shí)原子半徑的相對值原子半徑隨晶體中原子配位數(shù)的減少而減少2/6/202330金屬配位數(shù)影響原子半徑從高配位數(shù)結(jié)構(gòu)向低配位數(shù)結(jié)構(gòu)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變由面心立方結(jié)構(gòu)的γ-鐵轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的α-鐵致密度的減少，晶體體積的膨脹原子半徑產(chǎn)生收縮，減少轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化以維持其最低的能量狀態(tài)致密度從0.74降到0.68，原子半徑不變應(yīng)產(chǎn)生9%體積膨脹實(shí)際測出的體積膨脹只有0.8%2/6/202331影響原子半徑因素各個(gè)元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的特點(diǎn)原子核外層電子結(jié)構(gòu)的影響2/6/202332原子核外層電子結(jié)構(gòu)影響原子半徑每一周期從第1周期到第5周期鑭族收縮開始隨著原子序數(shù)增加，原子核外層電子數(shù)目增加（電子殼層數(shù)目不變），電子殼層逐漸被電子填滿，原子半徑逐漸減少原子半徑達(dá)到最小值之后，原子半徑又隨著原子序數(shù)的增加而增加每個(gè)周期內(nèi)原子半徑的最大值和最小值隨著周期數(shù)的增加而提高第6周期鑭系元素的原子半徑基本不變稀土族以后的元素，自鉿到金的原子半徑幾乎和上一周期相應(yīng)元素的原子半徑相等的現(xiàn)象2/6/202333結(jié)構(gòu)原子體積設(shè)a