金屬晶體作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊的重點(diǎn),雖然仍有許多未解之謎,但僅就高中化學(xué)而言,許多知識(shí)、理論已經(jīng)基本成形,本文擬結(jié)合高考試題的考查熱點(diǎn)加以總結(jié)歸納,以饗讀者。
一、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型
我們?cè)诜治鼋饘倬w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí),通常從密堆積模型開(kāi)始,晶體微??煽闯傻葟綄?shí)心小球排列。因此,晶體微粒結(jié)構(gòu)從一維、二維、三維逐次展開(kāi)有以下幾種。
1.一維只有一種密排列方式;二維有兩種排列方式,一種是非密置層排列,另一種是密置層排列,如圖1所示。
2.三維空間的密置層與密置層排列有兩種方式,如圖2所示。
(1)AB排列方式:第2層(即B層)對(duì)準(zhǔn)第1層(即A層)的1、3、5空隙或2、4、6空隙,第3層(即A層)對(duì)準(zhǔn)第1層(即A層)的1、3、5空隙或2、4、6空隙,形成AB的簡(jiǎn)單重復(fù)。
(2)ABC排列方式:第2層(即B層)對(duì)準(zhǔn)第1層(即A層)的1、3、5空隙,第3層(即C層)對(duì)準(zhǔn)第1層(即A層)的2、4、6空隙,第4層為A層的重復(fù),形成ABC的簡(jiǎn)單重復(fù)。
二、晶胞的截取與晶胞微粒個(gè)數(shù)的均攤
1.晶胞的截取。晶胞都是從晶體結(jié)構(gòu)中截取的六面體。根據(jù)重復(fù)、周期排列規(guī)則,截取的晶胞大小、形狀完全相同且包含必要的循環(huán)元素。
2.晶胞微粒個(gè)數(shù)的均攤。
(1)簡(jiǎn)單立方堆積。由于1個(gè)晶胞上、下、左、右、前后并置構(gòu)成整個(gè)晶體,因此,處于頂點(diǎn)的微粒實(shí)際屬于8個(gè)晶胞共用,故此,此類晶胞實(shí)際“均攤”1個(gè)微粒。
(2)體心立方堆積。同理,在簡(jiǎn)單立方堆積的基礎(chǔ)上,由于體心占有1個(gè)微粒,故本類晶胞實(shí)際“均攤”2個(gè)微粒。
三、晶體結(jié)構(gòu)的若干計(jì)算
1.晶胞的參數(shù)(基本要素)。晶胞包含微粒個(gè)數(shù)及空間位置(空間坐標(biāo)參數(shù))兩個(gè)參數(shù)。通常而言,晶胞的邊長(zhǎng)設(shè)為a,單位為pm(1pm=10-10cm)。
2.晶體的計(jì)算。
作者單位:安徽省太和第一中學(xué)