Кристалічна структура - Курсовая работа

Періодичний характер розташування цих частинок є головною визначальною особливістю внутрішньої будови кристалічних речовин і має прояв в чергуванні через рівні відстані: атомів - в атомних рядах, самих атомних рядів - в атомних площинах і, нарешті, атомних площин - в кристалі.Для того, щоб охарактеризувати кристалічне тверде тіло використовується фундаментальне поняття ґратки Браве, яке характеризує періодичну структуру, що створюється ідентичними елементами кристалу. В понятті ґратки Браве знаходить своє відображення тільки геометрія розташування елементів, незалежно від того, що в дійсності становлять собою ці елементи. Існує два еквівалентних визначення ґратки Браве: 1. Трьохмірна ґратка Браве створюється всіма точками з радіусами-векторами виду: , де , і - основні вектори ґратки Браве, що не лежать в одній площині, а n1, n2 і n3 - всі можливі цілі числа (додатні, відємні та нуль). На рис. приведено трійку основних векторів ОЦК-ґратки Браве: , , Рисунок 1.3 ОЦК ґратка Браве [1]Щоб підкреслити відмінність між абстрактним уявленням про точки, які створюють ґратку Браве, і реальним фізичним кристалом, що володіє такими ґратками, прийнято використовувати спеціальний термін «кристалічна структура». Інколи використовують також термін «ґратки з базисом» застосовують і в ширшому сенсі для позначення структури, яка виходить, коли базисна комірка не є фізичним обєктом або обєктами, а є іншим набором точок. Наприклад, вершини двовимірних «бджолиних сотів» не є ґратками Браве, але можуть бути представлені у вигляді двовимірних трикутних граток Браве з двохточковим базисом.Ґратки типу алмазу (утворена атомами вуглецю в кристалі алмазу) складаються з двох взаємопроникаючих ГЦК - граток Браве, зміщених вздовж просторової діагоналі кубічних граток на чверть довжини цієї діагоналі. Ґратки алмазу не є ґратками Браве, оскільки оточення будь-якої точки відрізняється по орієнтації від оточення її найближчих сусідів. Елементи, кристали яких мають структуру типу алмазу, перераховані в Табл.. Не будучи ґраткою Браве, гексагональна щільноупакована (ГПУ)-структура настільки ж важлива, як і обємноцентрована або гранецентрована кубічні ґратки Браве - таку структуру мають кристали більше 30 елементів (Табл. В основі ГЩУ-структури лежать прості гексагональні ґратки Браве, які виходять, якщо вкладати «в стопку» одну над іншою ґраткою.Якщо перші два шари ми покладемо так само, як описано вище, а третій шар помістимо в іншу сукупність поглиблень в другому шарі, тобто в ті поглиблення, які лежать над невикористаними поглибленнями як в першому, такі в другому шарах (Рис. 2.6 ), то четвертий шар поміститься в углубленнях третього прямо над ядрами з першого, пятого - над другим і т.д.; в цьому випадку ми отримуємо ґратки Браве. Виявляється що ці ґратки є просто ГЦК-ґратки Браве з діагоналлю куба, перпендикулярною плоскостю трикутників (Рис.Ми вимушені описувати ГЩУ-структуру і структуру типу алмазу як ґратки з базисом із-за властивого їм геометричного розташування точок граток. Проте ґратки з базисом доводиться використовувати і для опису таких кристалічних структур, в яких атоми або іони знаходяться лише в точках граток Браве, але повна трансляціонна симетрія ґратки Браве буде відсутня, оскільки є два сорти атомів або іонів. 2.8 ) складається з рівного числа іонів натрію і хлору, розміщених в точках простору, що чергуються, кубічних ґраток таким чином, що найближчими сусідами кожного іона є шість іонів іншого вигляду.2.9 ) складається з рівного числа іонів цезію і хлору, розміщених в точках ОЦК-ґратки таким чином, що найближими сусідами кожного іона є вісім іонів іншого вигляду. Трансляціонна симетрія цієї структури та ж, що і в простих кубічних ґратках Браве; її можна описати як прості кубічні ґратки з базисом, який складається з іона цезію в початковій точці 0 і іона хлору в центрі куба .Цинкова обманка складається з рівного числа іонів цинку і сірки, разміщених в ґратках типу алмазу в такий спосіб, щоб найближчими сусідами кожного іона є чотири іони протилежного вигляду (Рис. Ця структура є прикладом граток з базисом, які доводиться описувати таким чином не лише із-за геометричного розташування іонів, але і за наявності двох типів іонів.

Зміст

Вступ

1. Ґратка Браве

2. Кристалічна структура

2.1 Структура типу алмазу

2.2 ГЩУ-структура

2.3 Інші можливості щільної упаковки

2.4 Структура типу хлориду натрію

2.5 Структура типу хлориду цезію

2.6 Структура типу цинкової обманки

Висновок

Список літератури

У даній курсовій роботі ми докладно розглянули поняття ґратки Браве і кристалічної структури, а токож розглянули такі типи структур: - структура типу алмазу;

- ГЩУ- структура;

- інші можливості щільної упаковки;

- структура типу хлориду натрію;

- структура типу хлориду цезію;

- структура типу цинкової обманки.

І можемо зробити висновок : щоб задати кристалічну структуру, треба записати основні вектори ґратки Браве і радіус - вектори (напрямок).

1. Ашкрофт Н. Физика твердого тела / Н. Ашкрофт, Н. Мермин - т. 2 - 417с.

2. Новиков И. И. Дефекты кристаллического строения металлов / Новиков И. И. - Металлургия, 1975. - 208 с.

3. Киттель Ч. Ведение в физику твердого тела / Киттель Ч. - Москва, 1978. -791с.

4. Блейкмор Дж. Фізика твердого тела / Блейкмор Дж. - Москва, 1988. - 608с.

Размещено на .ru