CAU TRUC MANG TINH THE

1
cấu trúc tinh thể
2
Mạng lưới tinh thể (cấu trúc tinh thể) là mạng lưới không
gian ba chiều trong đó các nút mạng là các đơn vị cấu
trúc (nguyên tử , ion, phân tử ...).
3
* Tinh thể kim loại
* Tinh thể ion
* Tinh thể nguyên tử (tinh thể cộng hoá trị)
* Tinh thể phân tử
Các loại cấu trúc tinh thể
4
Ô cơ sở (tế bào cơ bản)
* Là mạng tinh thể nhỏ nhất mà bằng cách tịnh tiến nó theo hướng
của ba trục tinh thể ta có thể thu được toàn bộ tinh thể
* Mỗi ô cơ sở được đặc trưng bởi:
Hằng số mạng: a, b, c, ?, ?, ?
Số đơn vị cấu trúc : n
Số phối trí
Độ đặc khít
5
1.Mạng tinh thể kim loại:
Mạng lập phương tâm diện (lptd)
Mạng lục phương chặt khít (lpck)
Mạng lập phương tâm khối (lptk)
Kim loại kết tinh chủ yếu theo ba kiểu mạng tinh thể:
* Nguyên tử kim loại được coi như những quả cầu cứng, có kích thước
như nhau, được xếp chặt khít vào nhau thành từng lớp.
6
Hốc bát diện
Hốc tứ diện
1.1. Sự sắp xếp các nguyên tử kim loại
7
Hình phối trí của các mạng tinh thể kim loại
8
Hốc tứ diện và hốc bát diện
9
Xác định các hốc tứ diện và bát diện trong mạng lập phương tâm mặt (lptm)
Số hốc tứ diện : 8 hốc
Số hốc bát diện : 1 + 12.1/4 = 4 hốc
10
Xác định các hốc tứ diện và bát diện trong mạng lục phương chặt khít (lpck)
Số hốc tứ diện : 4
Số hốc bát diện : 2
11
Tính độ đặc khít của tinh thể lập phương tâm khối
Số quả cầu trong một ô cơ sở: 1+8.1/8 = 2
12
Tính độ đặc khít của mạng lập phương tâm mặt
Số quả cầu trong một ô cơ sở: 6.1/2 + 8.1/8 = 4
13
Số quả cầu trong một ô cơ sở: 4.1/6 + 4.1/12 + 1 = 2
Tính độ đặc khít của mạng lục phương chặt khít
14
Bảng tổng quát các đặc điểm của các mạng tinh thể kim loại
15
1.2.Liên kết kim loại
Thuyết khí electron
Thuyết vùng
16
Thuyết khí electron
17
Thuyết vùng
(thuyết MO áp dụng cho hệ nhiều nguyên tử)
* N AO có mức năng lượng gần nhau tổ hợp thành N MO có mức năng
lượng khác nhau. N càng lớn thì các mức năng lượng càng gần nhau và
tạo thành vùng năng lượng
* Các AO hoá trị s, p, d của kim loại có năng lượng khác nhau sẽ tạo ra
những vùng năng lượng khác nhau. Các vùng này có thể xen phủ hoặc
cách nhau một vùng không có MO gọi là vùng cấm.
* Các e chiếm các MO có năng lượng từ thấp đến cao, mỗi MO có tối đa
hai e. Vùng gồm các MO đã bão hoà e gọi là vùng hoá trị. Vùng MO không
bị chiếm hoàn toàn trong đó e có khả năng chuyển động tự do là vùng dẫn
* Các e trong vùng hoá trị không có khả năng dẫn điện.
* Các e trong vùng dẫn có thể dẫn điện khi có năng lượng đủ lớn thắng
được lực hút của các cation kim loại
18
Sự hình thành các vùng năng lượng trong tinh thể kim loại Li và Mg
19
20
2.Tinh thể ion
* Tinh thể hợp chất ion được tạo thành bởi những cation và anion hình
cầu có bán kính xác định
* Lực liên kết giữa các ion là lực hút tĩnh điện không định hướng
* Hợp chất ion được hình thành từ những nguyên tử có hiệu độ âm
điện lớn. Những e hoá trị của những nguyên tử có độ âm điện nhỏ
được coi như chuyển hoàn toàn sang các obitan của nguyên tử có độ
âm điện lớn tạo ra các ion trái dấu hút nhau.
* Các anion thường có bán kính lớn hơn cation nên trong tinh thể
người ta coi anion như những quả cầu xếp khít nhau theo kiểu lptm,
lpck, hoặc lập phương đơn giản. Các cation có kích thước nhỏ hơn nằm
ở các hốc tứ diện hoặc bát diện.
21
Tinh thể hợp chất ion dạng MX
Điều kiện bền của cấu trúc:
22
Tinh thể NaCl
* Các ion Cl - xếp theo kiểu lập phương tâm mặt, các cation Na+ nhỏ
hơn chiếm hết số hốc bát diện. Tinh thể NaCl gồm hai mạng lập
phương tâm mặt lồng vào nhau. Số phối trí của Na+ và Cl- đều bằng 6
* Số ion Cl- trong một ô cơ sở: 8.1/8 + 6.1/2 = 4
* Số ion Na+ trong một ô cơ sở: 12.1/4 + 1.1 = 4
* Số phân tử NaCl trong một ô cơ sở là 4
23
Mạng tinh thể NiAs
Các ion As3- sắp xếp theo kiểu
lục phương chặt khít. Các ion
Ni3+ chiếm hết số hốc bát diện
Số phối trí của Ni và As đều
bằng 6
24
Tinh thể CsCl
Tinh thể CsCl gồm hai mạng lập phương đơn giản lồng vào nhau.
Số phối trí của Cs và Cl đều bằng 8
25
Các ion S2- sắp xếp theo kiểu
lục phương, các ion Zn2+ chiếm
một nửa số hốc tứ diện. Mạng
vuarit bao gồm hai mạng lục
phương chặt khít lồng vào nhau
Tinh thể vuarit
Cùng kiểu mạng vuarit có các
chất AlN, ZnO, BeO, GaN, InN
SiC, HgS, CdS
26
S2- sắp xếp theo kiểu lập phương
tâm măt, các ion Zn2+ chiếm một
nửa số hốc tứ diện
Mạng sphalerit
Số phối trí của S và Zn đều bằng 4