bài giảng Cấu trúc tinh thể

Cấu trúc tinh thể Chủ yếu dạng sau: + Tinh thể lục phương chặt khít + Tinh thể lập phương tâm diện + Tinh thể lập phương tâm khối Sự hình thành dạng cấu trúc đó? Sự xếp nguyên tử kim loại Trong tinh thể kim loại, nguyên tử xếp nào?  Các cầu kim loại xếp chặt khít với theo lớp – cầu tiếp xúc với cầu khác Sự xếp nguyên tử kim loại Các cầu lớp thứ hai đặt nào? Hốc bát diện Hốc tứ diện Lớp thứ hai xếp vào hốc lớp Sự xếp nguyên tử kim loại → Xảy hai trường hợp xếp cầu lớp thứ 3: + Các cầu lớp xếp vào hốc tứ diện + Các cầu lớp xếp vào hốc bát diện Khi đặt cầu lớp vào hốc tứ diện → cầu lớp vị trí cầu lớp Hốc tứ diện → Tạo nên cấu trúc lục phương chặt khít Cấu trúc lục phương chặt khít A A B A B B A A Lục ph-ơng chặt khít Mi qu cu tip xỳc với 12 cầu lân cận Khi đặt cầu lớp vào hốc bát diện → cầu lớp khơng tương ứng với vị trí cầu hai lớp trước Nếu tiếp tục xếp lớp lên lớp trùng với lớp Hốc bát diện → Tạo nên cấu trúc lập phương tâm diện (mặt) Cấu trúc lập phương tâm mặt A B A C B A Lập ph-ơng tâm mặt C A B Mỗi cầu tiếp xúc với 12 cầu lân cận Sự xếp nguyên tử kim loại Với cấu trúc thứ (lập phương tâm khối), cầu lớp sau đặt chồng lên vị trí cầu lớp đầu Mỗi cầu tiếp xúc với cầu lân cận Hinh phối trí mạng tinh thể kim loại Lập ph-ơng tâm khối Lập ph-ơng tâm mặt C A B B A A Lục ph-ơng chặt khít 11 Hốc tứ diện hốc bát diện Tetrahedral T+ Octahedral O Tetrahedral T- Hốc tứ diện hốc bát diện Hốc tứ diện Hốc bát diện 13 Xác định hốc tứ diện bát diện mạng lục ph-ơng chặt khít (lpck) T T O T Lục ph-ơng chặt khít Sè hèc tø diƯn : Sè hèc b¸t diƯn : 14 Xác định hốc tứ diện bát diện mạng lập ph-ơng tâm din (lptm) O T O Lập ph-ơng tâm mặt Số hốc tứ diện : hèc Sè hèc b¸t diƯn : + 12.1/4 = hèc 15 Số cầu độ đặc khít mạng lục phương ck a b 2a a Ô sở a a a a a a a = 2.r + Số cầu ô mạng sở: 4.1/6 + 4.1/12 + = + Số phối trí ngun tử kim loại 12 Số cầu x Thể tích cầu + Độ đặc khít = = 74% Thể tích ô mạng sở 16 Số cầu độ đặc khít mạng lập phương td a a a = 4.r + Số qc ô mạng sở: 6.1/2 + 8.1/8 = + Số phối trí ngun tử kim loại 12 Số cầu x Thể tích cầu + Độ đặc khít = = 74% Thể tích ô mạng sở 17 Another look at the FCC Unit Cell Số cầu độ đặc khít mạng lập phương tk a a a = 4r + Số qc ô mạng sở: + 8.1/8 = + Số phối trí nguyên tử kim loại Số cầu x Thể tích cầu + Độ đặc khít = = 68% Thể tích ô mạng sở 19 Bảng tổng qt đặc điểm mạng tinh thể kloại Cấu trúc Hằng số mạng Số đơn vị cấu Số phối Số hốc Số hốc Độ đặc trúc (n) trí T O khít Lập phương tâm khối (lptk) ===90o a=b=c Lập phương tâm diện (lptd) ===90o a=b=c 12 Lục phương chặt khít (lpck) ==90o =120o a=bc 12 - Kim loại 68 Kim loại kiềm, Ba, Fe, V, Cr 74 Au, Ag, Cu, Ni, Pb, Pd, Pt, 74 Be, Mg, Zn, Tl, Ti, - 20 Quy tắc Engel Brewer cho biết cấu trúc TT KL hợp kim phụ thuộc vào số e s p độc thân TB ngtử kim loại 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 Áp dụng: Na : 1s22s22p63s1  a =  tinh thể mạng lptk Mg : 1s22s22p63s2  1s22s22p63s13p1  a =  lpck Al : 1s22s22p63s23p1  1s22s22p63s13p2  a =  lptd 21 Tinh thÓ natri Na : 1s22s22p63s1  a =  tinh thĨ m¹ng lptk Sè phèi trÝ TØ khèi lý thuyÕt: 0,919 TØ khèi th-c ngiÖm: 0,97 Tinh thÓ magie Mg : 1s22s22p63s2  1s22s22p63s13p1  a = tinh thể mạng lpck Số phối trí Mg 12 Tỉ khối lý thuyết: 1,742 • TØ khèi thùc nghiƯm: 1,74 Tinh thĨ nh«m Al : 1s22s22p63s23p1  1s22s22p63s13p2 a=3 tinh thĨ m¹ng lptm Sè phèi trÝ: 12 + TØ khèi lý thuyÕt: 2,708 + TØ khèi thùc nghiÖm: 2,7 ... tích cầu + Độ đặc khít = = 68% Thể tích ô mạng sở 19 Bảng tổng qt đặc điểm mạng tinh thể kloại Cấu trúc Hằng số mạng Số đơn vị cấu Số phối Số hốc Số hốc Độ đặc trúc (n) trí T O khít Lập phương... → Tạo nên cấu trúc lập phương tâm diện (mặt) Cấu trúc lập phương tâm mặt A B A C B A Lập ph-ơng tâm mặt C A B Mỗi cầu tiếp xúc với 12 cầu lân cận Sự xếp nguyên tử kim loại Với cấu trúc thứ (lập... : mạng tinh thể kim cương Áp dụng: Na : 1s22s22p63s1  a =  tinh thể mạng lptk Mg : 1s22s22p63s2  1s22s22p63s13p1  a =  lpck Al : 1s22s22p63s23p1  1s22s22p63s13p2  a =  lptd 21 Tinh thÓ