bài giảng Cấu trúc tinh thể

Cấu trúc tinh thể Chủ yếu ở 3 dạng sau: + Tinh thể lục phương chặt khít + Tinh thể lập phương tâm diện + Tinh thể lập phương tâm khối Sự hình thành 3 dạng cấu trúc đó?. Sự sắp xếp các ng

Cấu trúc tinh thể

Chủ yếu ở 3 dạng sau:

+ Tinh thể lục phương chặt khít

+ Tinh thể lập phương tâm diện

+ Tinh thể lập phương tâm khối

Sự hình thành 3 dạng cấu trúc đó?

1

Sự sắp xếp các nguyên tử kim loại

Trong tinh thể kim loại, các nguyên tử được

 Các quả cầu kim loại sắp xếp chặt khít với nhau theo từng lớp – một quả cầu được tiếp xúc với 6 quả

cầu khác

Hốc bát diện Hốc tứ diện

Sự sắp xếp các nguyên tử kim loại

Các quả cầu ở lớp thứ hai sẽ được đặt như

Lớp thứ hai sẽ được xếp vào các hốc của lớp một

Sự sắp xếp các nguyên tử kim loại

→ Xảy ra hai trường hợp khi sắp xếp các quả cầu lớp thứ 3:

+ Các quả cầu lớp 3 được xếp vào hốc tứ diện

+ Các quả cầu lớp 3 được xếp vào hốc bát diện

→ Tạo nên cấu trúc lục phương chặt khít

Hốc tứ diện

Khi đặt các quả cầu lớp 3 vào hốc tứ diện

→ các quả cầu lớp 3 sẽ ở đúng ngay trên vị trí của các quả cầu lớp 1

Cấu trúc lục phương chặt khít

A

B B

A A

Hốc bát diện

Khi đặt các quả cầu lớp 3 vào hốc bát diện

→ các quả cầu lớp 3 không tương ứng với vị trí của các quả cầu hai lớp trước

Nếu tiếp tục xếp lớp 4 lên thì lớp 4 sẽ trùng với lớp 1

→ Tạo nên cấu trúc lập phương tâm diện (mặt)

Cấu trúc lập phương tâm mặt

A

C

A B

Sự sắp xếp các nguyên tử kim loại

Với cấu trúc thứ 3 (lập phương tâm khối), các quả cầu lớp sau được đặt chồng lên đúng vị trí của các quả cầu lớp đầu

Mỗi quả cầu tiếp xúc với 8 quả cầu lân cận

Tetrahedral T + Octahedral O Tetrahedral T -

Hèc tø diÖn vµ hèc b¸t diÖn

13 Hèc tø diÖn vµ hèc b¸t diÖn

a 6 3

2a 6 3

a = 2.r

¤ c¬ së

b a

+ Số quả cầu trong một ơ mạng cơ sở: 4.1/6 + 4.1/12 + 1 = 2

+ Số phối trí của mỗi nguyên tử kim loại là 12

Số quả cầu và độ đặc khít trong mạng lục phương ck

Số quả cầu x Thể tích mỗi quả cầu + Độ đặc khít = = 74%

Thể tích của ô mạng cơ sở

Số quả cầu x Thể tích mỗi quả cầu + Độ đặc khít = = 74%

Thể tích của ô mạng cơ sở

Another look at the FCC Unit Cell

19

2 3 a a a

20

Bảng tổng quát đặc điểm của các mạng tinh thể kloại

Cấu trúc Hằng số mạng Số đơn vị cấu

trúc (n)

Số phối trí

Lập phương tâm

khối (lptk)  =  =  =90o

Kim loại kiềm, Ba, Fe,

2 12 4 2 74 Be, Mg, Zn,

Tl, Ti,

21

Quy tắc Engel và Brewer cho biết cấu trúc TT KL hoặc hợp kim phụ thuộc vào số e s và p độc thân TB trên

một ngtử kim loại ở trạng thái kích thích a:

a < 1,5 : lập phương tâm khối

1,7 < a < 2,1 : lục phương chặt khít

2,5 < a < 3,2 : lập phương tâm diện

a ~ 4 : mạng tinh thể kim cương

Na : 1s22s22p63s1  a = 1  tinh thể mạng lptk

Mg : 1s22s22p63s2  1s22s22p63s13p1  a = 2  lpck

Al : 1s22s22p63s23p1  1s22s22p63s13p2  a = 3  lptd

Áp dụng: