常见的晶体结构及其原胞晶胞

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1、1-21-2 常见的晶体结构及其原胞、晶胞常见的晶体结构及其原胞、晶胞1) 简单晶体的简单立方(simple cubic, sc) 它所构成的晶格为布喇菲格子。例如氧、硫固体。基元为单一原子结构的晶体叫简单晶体。其特点有: 三个基矢互相垂直（ ），重复间距相等，为 a，亦称晶格常数。其晶胞=原胞；体积= ；配位数(第一近邻数) =6。（见图 1-7）图 1-7 简单立方堆积与简单立方结构单元2) 简单晶体的体心立方 ( body-centered cubic, bcc ) , 例如，Li，K，Na，Rb，Cs,Fe，Cr，Mo，W，Ta，Ba 等。其特点有：晶胞基矢 , 并且 ，其惯用原胞基矢

2、由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成：（见图 1-9 b）(1-2)其体积为 ；配位数=8； （见图 1-8） 图 1-8 体心立方堆积与体心立方结构单元图 1-9 简单立方晶胞(a)与体心立方晶胞、惯用原胞(b)3) 简单晶体的面心立方 ( face-centered cubic, fcc ) , 例如，Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt，Ne, Ar, Xe, Rn, Ca, Sr, Al 等。晶胞基矢 ，并且 每面中心有一格点, 其原胞基矢由从一顶点指向另外三个面心点的矢量构成（见图 1-10 b）：(1-3)其体积= ；配位数=12。 ， （见图 1-10）图 1-10 面心立方结构

3、(晶胞)(a)与面心立方惯用原胞(b)4) NaCl 结构（Sodium Chloride structure） ，复式面心立方（互为fcc） ，配位数=6（图 1-11 a)。表 1-1 NaCl 结构晶体的常数5) CsCl 结构（Cesuim Chloride structure） ，复式简单立方（互为 sc） ，配位数=8（图 1-11 b） 。表 1-2 CsCl 结构晶体的常数图 1-11 NaCl 结构和 CsCl 结构6) 金刚石结构（Diamond structure）, 两套 fcc 格子相互沿对角线位移 1/4 处套合。如 C (a=3.567), Si(5.431 ),

4、 Ge(5.657 ), Sn(6.46 )；配位数=4; 原胞=fcc(布喇菲格子)+两不等价的 C 原子（图 1-12a） 。图 1-12 金刚石结构和闪锌矿结构7) 闪锌矿结构（Cubic Zinc Sulfide structure）, 在金刚石结构中, 两套不等价的格子分别由不同的原子(而非 C 原子)占据（图 1-12b） 。见下表：表 1-3 闪锌矿结构物质的晶体常数GaAs 两个 及 晶面方向不等价, 前者为 As 面而后者为Ga 面；它们在许多物理、化学性能上都不一样, 例如, 腐蚀速度就不一样。8) 六角密堆积（hcp） ，由一层层互错的原子层堆而成，重复周期为二层：ABABABAB；如 Mg, Ce, Co, Zr, Zn, Gd, Cd, Y, Ti, Be, Tl, Se, Te 等。其基矢 , 。 fcc 也是一种紧密堆积，不同的是，fcc 的重复周期为三层： ABCABCABCABC。配位数=12（图 1-13） 。ZnS 有另一种结构，即纤维锌矿结构与 hcp 很相似，其中 A=Zn; B=S; 其配位数也是 12，所不同的是，原子间距不全相等。图 1-14 钙钛矿结构9)钙钛矿（perovskite structure）