si 晶胞结构

si 晶胞结构

si晶胞结构

晶体是由周期性排列的原子或分子组成的，晶体的结构可以通过晶胞来描述。晶胞是最小的重复单元，它由一组晶体的原子或分子组成。在固体物质中，晶胞结构对于物质的性质和行为具有重要影响。在这篇文章中，我们将讨论si晶胞结构。

Si，即硅，是一种常见的半导体材料。它的晶胞结构可以用晶胞参数来描述。晶胞参数是一组数值，它们描述了晶体结构中各个方向的长度和角度。对于Si晶胞结构，常用的晶胞参数是晶格常数a，它代表了晶体中相邻晶胞之间的距离。

Si晶胞结构属于面心立方晶体系统。面心立方晶体系统是指晶胞中的原子或分子分别位于晶胞的八个角和六个面心上。在Si晶胞中，硅原子位于晶胞的八个角和六个面心上。

Si晶胞结构由两个相互垂直的格子构成。一个格子是沿着晶体的a 轴方向排列的，另一个格子是沿着晶体的b轴和c轴方向排列的。这两个格子的交点称为晶胞的基点。

Si晶胞结构的晶胞参数决定了晶体的物理性质。通过改变晶胞参数，可以改变Si晶体的电子结构和能带结构，从而影响其导电性能。例如，当晶胞参数a增大时，Si晶体的能隙减小，导电性增强。相反，

当晶胞参数a减小时，Si晶体的能隙增大，导电性减弱。

Si晶胞结构的稳定性也与晶胞参数有关。当晶胞参数a与其他晶胞参数b和c之间的比例保持稳定时，Si晶体更加稳定。这种稳定性可以通过热力学计算和实验来确定。

总结起来，Si晶胞结构是一种面心立方晶体结构，由两个垂直的格子组成。晶胞参数决定了Si晶体的物理性质和稳定性。Si晶胞结构在半导体领域有重要应用，对于研究和开发新型半导体材料具有重要意义。

(完整版)常见晶胞模型

氯化钠晶体 离子晶体 （1）NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个 (2) (3)NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+（即CI-配位数）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4个; 占有的CI-4个。 在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 与每个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为 CsCI晶体（注意：右侧小立方体为CsCI晶胞；左侧为8个晶胞） （1）CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的C「（即Cs+配位 数）为8个 CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+（即CI-配位数）为 8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 （2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这 几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。 ? Cs* OCI- （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的CI- 1个CaF2晶体 （1））Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。 （2）CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数）为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个； 占有的F-8个。 ZnS晶体： （1）1个ZnS晶胞中，有4 个S2「，有4个 Zn2+ （2）Zn2+的配位数为4个, S2_的配位数为4个 O￡n?，?

原子晶体 （1） 金刚石晶体 a 每个金刚石晶胞中含有 8个碳原子，最小的碳环为 6元环，并且不在同一平面（实际为椅 式结 构），碳原子为sp 3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个 C 结合，形成正四面体。键角109° 28' b 、 每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用 c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为 （2） Si 晶体 由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的 C 原子全部换成Si 原 子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。 （3） 某些非金属化合物【SiO 2、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、Si 3N 4等】 例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子， 键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子，4个互不相邻的立方 体体心的为C 原子，反之亦可） a 每个SiC 晶胞中含有 4个硅原子，含有 A 个碳原子 b 、1mol SiC 晶体中有4mol Si —C 共价键 （4）SiO 2晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si 之间插入1个O 原子, 便可 得到SiO 2晶胞。 a 每个硅原子都采取sp 3杂化，与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为正四面体型,SiO 2 晶体中最小的环为 _J2_ 元环 b 、每个Si 原子被 亚个十二元环共用，每个 O 原子被_6_个 十二元环共用 c 、每个SiO 2晶胞中含有_8_个Si 原子，含有J6_个O 原子 d 、1mol Si O 2晶体中有_4 mol 共价键 （5）晶体硼 已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体，其中有 20个等边三角形的面和一定 数目的顶点，每个顶点各有一个 B 原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由 12个B 原子构成，其中B —B 键间的夹角是 60 ° 。假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去，余下 部分 的结构与G 。相同，贝U Go 由_12_个正五边形和 20个正六边形构成。 金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释 Si O

硅的晶体结构

自然界物质存在的形态有气态物质、液态物质和固态物质。固态物质可根据它们 的质点(原子、离子和分子)排列规则的不同，分为晶体和非晶体两大类。具有确定的熔点的固态物质称为晶体，如硅、砷化镓、冰及一般金属等；没有确定的熔点、加热时在某一温度范围内就逐渐软化的固态物质称为非晶体，如玻璃、松香等。 所有晶体都是由原子、分子、离子或这些粒子集团在空间按一定规则排列而成的。这种对称的、有规则的排列，叫晶体的点阵或晶体格子，简称为晶格。最小的晶格，称为晶胞。晶胞的各向长度，称为品格常数。将晶格周期地重复排列起来，就构成为整个晶体。晶体又分为单晶体和多晶体。整块材料从头到尾都按同一规则作周期性排列的晶体，称为单晶体。整个晶体由多个同样成分、同样晶体结构的小晶体(即晶粒)组成的晶体，称为多晶体。在多晶体中，每个小晶体中的原子排列顺序的位向是不同的。非晶体没有上述特征，组成它们的质点的排列是无规则的，而是“短程有序、长程无序’’的排列，所以又称为无定形态。一般的硅棒是单晶硅，粗制硅(冶金硅)和利用蒸发或气相沉积制成的硅薄膜为多晶硅，也可以为无定形硅。 硅(S1)的原子序数为14，即它的原子核周围有14个电子。这些电子围绕着原子核按一层层的轨道分布，第一层2个，第二层8个，剩下的4个排在第三层，如图所示。另图为硅的晶胞结构。它可以看作是两个面心立方晶胞沿对角线方向上位移1／4互相套构而成。这种结构被称为金刚石式结构。硅(Si)锗(Ge)等重要半导体均为金刚石式结构。1个硅原子和4个相邻的硅原子由共价键联结，这 4个硅原子恰好在正四面体的4个顶角上，而四面体的中心是另一硅原子。 硅单晶的制备方法：按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)法与有坩埚直拉(CZ)法。区熔拉制的单晶不受坩埚污染，纯度较高，适于生产电阻率高于20欧/厘米的N型硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单晶。由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。大量区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压晶体管等器件。直接法易于获得大直径单晶，但纯度低于区熔单晶，适于生产20欧/厘米以下的硅单晶。由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。大量直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管等器件。外延片衬底单晶也用直拉法生产。硅单晶商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别。外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成，大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功率晶体管等器件。

常见晶胞模型

氯化钠晶体 CsCI 晶体（注意：右侧小立方体为CsCI 晶胞；左侧为8个晶胞） （1） CsCI 晶胞中每个Cs+等距离且最近的CP （即Cs+配位数） 为8个 csci 晶胞中每个cr 等距离且最近的cs+（即cr 配位数） 为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 （2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个 这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体 。 CaF2晶体 （1） ） CX+立方最密堆积，F 填充在全部四面体空隙中。 （2） C aF2晶胞中每个Ca?+等距离且最近的F （即CO 配位数）为8个 CaF?晶胞中每个F 等距离且最近的Ca 2+ （即F 配位数）为4个 （3） 一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca?+4个； 占有的F8个。 离子晶体 ?cr ocr （3） 有的 Cs+1个；占有的CIT 个 一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占 NaCI 晶胞中每个Na+等距离且最近的CI-（即Na+配位数）为6 个 （

ZnS晶体： （1）1个ZnS晶胞中，有4个，有4个Zr>（2 ）Zm的配位数为4个，S2一的配位数为

OZn ■舊

原子晶体 金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释 （1） 金刚石晶体 a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面（实际为 椅式结构），碳原子为sp3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合，形成正四面 体°键角109° 28' b 、 每个碳原子被"个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用 c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为上一 （2） Si 晶体 由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的 C 原子全部换 成Si 原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。 （3）某些非金属化合物【SiO2、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、Si3N4等】 例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子，键长 稍长些便可得到SiC 的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子，4个互不相邻 的立方体体心的为C 原子，反之亦可） a 、 每个SiC 晶胞中含有一乞个硅原子，含有—乞个碳原子 b 、 1mol SiC 晶体中有4 mol Si- C 共价键 （4 ） SiO2晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si 之间插入1个O 原子，便可 得到SiO2晶胞。 a 每个硅原子都采取sp3杂化，与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为 正四面体型 ,SiO2晶体中最小的环为元环 b 、每个Si 原子被上—个十二元环共用，每个O 原子被_6_个十二 元 环共用 C 、每个SiO2晶胞中含有_8_个Si 原子，含有」6_个O 原子 d 、 1mol Si O2晶体中有_4 mol 共价键 0 *0

(完整版)常见晶胞模型

氯化钠晶体 （1）NaCl晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个 NaCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Na+（即Cl-配位数）为6个 （2）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个； 占有的Cl-4个。 （3）在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有12个； 与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体 CsCl晶体（注意：右侧小立方体为CsCl晶胞；左侧为8个晶胞） （1）CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-（即Cs+配位数） 为8个 CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+（即Cl-配位数） 为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 （2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个 这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的Cl- 1个。 CaF2晶体 （1））Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。 （2）CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数）为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个； 占有的F-8个。 ZnS晶体： （1）1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋。 （2）Zn2＋的配位数为4个，S2－的配位数为 4个。

Si O 金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释 （1）金刚石晶体 a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面（实际为椅 式结构），碳原子为sp 3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合，形成正四面体。键角109°28’ b 、每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用 c 、12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为 1:2 （2）Si 晶体 由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的C 原子全部换成Si 原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。 （3）某些非金属化合物【SiO 2、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、Si 3N 4等】 例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子， 键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子，4个互不相邻的立方体体心的为C 原子，反之亦可） a 、每个SiC 晶胞中含有 4 个硅原子，含有 4 个碳原子 b 、1mol SiC 晶体中有4 mol Si —C 共价键 （4）SiO 2 晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si 之间插入1个O 原子， 便可得到SiO 2晶胞。 a 、每个硅原子都采取sp 3杂化，与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为__正四面体_型，S iO 2晶体中最小的环为 12 元环 b 、每个Si 原子被 12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个 十二元环共用 c 、每个SiO 2晶胞中含有 8 个Si 原子，含有 16 个O 原子 d 、1mol Si O 2晶体中有 4 mol 共价键 （5）晶体硼 已知晶体硼的基本结构单元是由B 原子构成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B 原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由__12_个B 原子构成，其中B —B 键间的夹角是__60°__。假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去，余下部分的结构与C 60相同，则C 60由_12_个正五边形和_20个正六边形构成。

常见晶体结构图

常见晶体结构图彩图 己烷 C6 H12: 碳原子以 sp2杂化与相邻两个碳原子碳环s骨架，与2个H 成 C-H 键。 二茂铁 Fe(C5 H5 )2: 上下环戊烯阴离子各以六个π 电子参与成键，与Fe对称性匹配的 d3p3轨道形成六个分子轨道，Fe其余的三个价轨道为非键的孤对电子占据。 B12H122-: 12 个 B 形成封闭的三角二十面体，每个 B 还与 1 个 H 形成 B-H 键。

C20H20: 每个 C 以 sp3杂化与相邻的 3 个 C 、 1 个 H 形成 s 键，整个碳笼为正十二面体。 C60: 每个 C 以 sp2杂化与相邻的 3 个 C 形成球形多面体 s 骨架（ 12 个五边形与 20 个六边形），还有 1 个垂直于曲面的 p 轨道与其他 p 轨道形成 1 个离域的大 p 键。 石墨层内 C 以共价键与相邻的 3 个 C 形成平面骨架，层之间为范德华力。

金剛石：为 A4 结构，每个 C 以 sp3杂化与相邻的 4 个 C 形成四面体配位，晶胞中有 8 个 C 原子。 NaCl 晶体属面心立方点阵， Na+与Cl-的配位数均为6。Cl-作立方最密堆积，Na＋填在Cl－形成的八面体空隙中。每个晶胞含有4个Cl-和4个Na＋，Cl-位于晶胞顶点与面心位置，Na＋位于体心与棱心位置。 立方 ZnS 晶体中， S 原子作立方最密堆积， Zn 原子填在一半的四面体空隙中，形成立方面心点阵，晶胞中含个 S 原子 4 个 Zn 原子； 六方 ZnS 晶体中， S 原子作六方最密堆积， Zn 原子填在一半的四面体空隙中，形成六方点阵，晶胞中

硅si的化学性质 物理性质 化学分子式等等一些基本的知识

硅si的化学性质物理性质化学分子式等等一些基本的知识 硅硅guī（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形和晶体两种同素异形体，同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。 晶体结构：晶胞为面心立方晶胞。硅(矽) 原子体积:(立方厘米/摩尔) 12.1 元素在太阳中的含量:(ppm) 900 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面0.03 地壳中含量：（ppm） 277100 氧化态： Main Si+2, Si+4 Other 化学键能：(kJ /mol) Si-H 326 Si-C 301 Si-O 486 Si-F 582 Si-Cl 391 Si-Si 226 热导率: W/(m·K) 149 晶胞参数： a = 543.09 pm b = 543.09 pm c = 543.09 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 莫氏硬度：6.5 声音在其中的传播速率：（m/S） 8433 电离能(kJ/ mol) M - M+ 786.5 M+ - M2+ 1577.1 M2+ - M3+ 3231.4 M3+ - M4+ 4355.5 M4+ - M5+ 16091

M5+ - M6+ 19784 M6+ - M7+ 23786 M7+ - M8+ 29252 M8+ - M9+ 33876 M9+ - M10+ 38732 晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，密度2.4克／立方厘米，熔点1420℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6％， 结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。 硅的用途： ①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路（包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。 ②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷。可应用于军事武器的制造第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。 ③光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维，激光在玻璃纤维的通路里，无数次的全反射向前传输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路电话，它还不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。 ④性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新。有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。 有机硅材料具有独特的结构： （1）Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来； （2）C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱； （3）Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。

晶体晶胞结构

物质结构要点 1、核外电子排布式 外围核外电子排布式价电子排布式 价电子定义：1、对于主族元素,最外层电子 2、第四周期,包括3d与4S 电子 电子排布图 熟练记忆 Sc Fe Cr Cu 2、S能级只有一个原子轨道向空间伸展方向只有1种球形 P能级有三个原子轨道向空间伸展方向有3种纺锤形 d能级有五个原子轨道向空间伸展方向有5种 一个电子在空间就有一种运动状态 例1：N 电子云在空间的伸展方向有4种 N原子有5个原子轨道 电子在空间的运动状态有7种 未成对电子有3个 ------------------------结合核外电子排布式分析

例2 3、区的划分 按构造原理最后填入电子的能级符号 如Cu最后填入3d与4s 故为ds区 Ti 最后填入能级为3d 故为d区 4、第一电离能：同周期从左到右电离能逐渐增大趋势反常情况：S2与P3 半满或全满 较稳定,比后面一个元素电离能较大 例3、比较C、N、O、F第一电离能的大小 --------------- F ＞N＞O＞C 例4、某元素的全部电离能电子伏特如下： 回答下列各问： 1I 6到I 7 间,为什么有一个很大的差值这能说明什么问题 _________________________ 2I 4和I 5 间,电离能为什么有一个较大的差值_________________________________ 3此元素原子的电子层有 __________________层;最外层电子构型为 ______________ 5、电负性：同周期从左到右电负性逐渐增大无反常------------F＞ O ＞N ＞C

6、对角线规则：某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似,被称为“对角线 规则”如：锂和镁在空气中燃烧的产物,铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱 7、共价键：按原子轨道重叠形式分为：σ键和π键具有方向性和饱和性 单键 -------- 1个σ键 双键------1个σ键和1个π键 三键---------1个σ键和2个π键 8、等电子体：原子总数相等,价电子总数相等--------- -具有相似的化学键特征 例5、N 2 CO CN-- C 2 2-互为等电子体 CO 2 CS 2 N 2 O SCN-- CNO-- N 3 - 互为等电子体 从元素上下左右去找等电子体,左右找时及时加减电荷,保证价电子相等; 9、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型; 化学式 σ键电子对 数中心原子含有 孤对电子对数 VSEPR模型 分子立体构型杂化类型 ABn SO 3

si3n4晶体结构

si3n4晶体结构 Si3N4 化学物质 氮化硅，固体的Si3N4是原子晶体是空间立体网状结构。 简介 氮化硅，固体的Si3N4是原子晶体，是空间立体网状结构，每个Si和周围4个N共用电子对，每个N和周围3个Si共用电子对，空间几何能力比较强的话你可以自己想象一下......大体上是和金刚石中的碳原子结构类似，不过是六面体又称六方晶体。 是一种高温陶瓷材料，硬度大、熔点高、化学性质稳定工业上常常采用纯Si和纯N2在1300度制取得到。 氮化硅是由硅元素和氮元素构成的化合物。在氮气气氛下，将单质硅的粉末加热到1300-1400°C之间，硅粉末样品的 重量随着硅单质与氮气的反应递增。在没有铁催化剂的情况下，约7个小时后硅粉样品的重量不再增加，此时反应完成生成Si3N4。除了Si3N4外，还有其他几种硅的氮化物（根 据氮化程度和硅的氧化态所确定的相对应化学式）也已被文献所报道。比如气态的一氮化二硅（Si2N）、一氮化硅（SiN）

和三氮化二硅（Si2N3)。这些化合物的高温合成方法取决于不同的反应条件（比如反应时间、温度、起始原料包括反应物和反应容器的材料）以及纯化的方法。 Si3N4是硅的氮化物中化学性质最为稳定的（仅能被稀的HF和热的H2SO4分解），也是所有硅的氮化物中热力学最稳定的。所以一般提及“氮化硅”时，其所指的就是Si3N4。它也是硅的氮化物中最重要的化合物商品。 在很宽的温度范围内氮化硅都是一种具有一定的热导率、低热膨胀系数、弹性模量较高的高强度硬陶瓷。不同于一般的陶瓷，它的断裂韧性高。这些性质结合起来使它具有优秀的耐热冲击性能，能够在高温下承受高结构载荷并具备优异的耐磨损性能。常用于需要高耐用性和高温环境下的用途，诸如气轮机、汽车引擎零件、轴承和金属切割加工零件。美国国家航空航天局的航天飞机就是用氮化硅制造的主引擎 轴承。氮化硅薄膜是硅基半导体常用的绝缘层，由氮化硅制作的悬臂是原子力显微镜的传感部件。 合成方法 可在1300-1400°C的条件下用单质硅和氮气直接进行化合反应得到氮化硅： • 3 Si(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s)

si的晶体结构类型

si的晶体结构类型 晶体结构类型是指晶体中原子、离子或分子排列的规则方式。目前已经发现了多种晶体结构类型，它们的性质和特点不尽相同。本文将针对最常见的晶体结构类型进行介绍，并提供相关参考内容。 1. 立方晶系：立方晶系是最简单的晶体结构类型，包括简单立方晶体和体心立方晶体。简单立方晶体中原子位于晶格节点上，而体心立方晶体中除了晶格节点上的原子外，还在晶格的中心位置有一个原子。 参考内容： - Kume, T., Yamanaka, S., & Chiba, A. (2008). Crystal structure of the prorhodonine-bearing S-layer protein SbpA of Sulfolobus acidocaldarius. Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography, 64(7), 729-735. - Li, W., Li, Y., Wu, H., Zhang, X., Ma, H., & Wang, C. (2017). Crystal structure of Ce1− x Yb x CoGa, CeCo1− x Ni x Ga, and inversely polarized Ce1− x− y Yb x CoNi y Ga (x= 0.2, y= 0.02) compounds. Journal of Solid State Chemistry, 252, 200-206. 2. 单斜晶系：单斜晶系是指晶体的晶胞具有基本的单斜晶格参数。在单斜晶系中，一个晶胞的三条棱长和三个夹角都不相等。 参考内容： - Ye, B., Hewer, G., Dobson, R. G., & Yurchenko, S. N. (2019). The crystal structure of copper hydride, CuH, from combined neutron and synchrotron X-ray powder diffraction. Acta

二氧化硅 晶体结构

二氧化硅晶体结构 二氧化硅是由硅和氧两种元素组成的一种化合物，化学式为SiO2。它在自然界中广泛存在，是地壳中的主要成分之一。二氧化硅具有多种晶体结构，在不同的温度和压力条件 下具有不同的晶体结构和物理性质。本文将重点介绍二氧化硅的晶体结构及其相关特性。 1. α-Quartz α-Quartz是二氧化硅的一种晶体结构，它是最常见的二氧化硅晶体结构。它的化学 式为SiO2，空间群为P3121，具有高度对称性。它的结构由硅原子和氧原子交替排列组成，形成了六边形的二维网格，每个Si原子都被四个O原子包围。这种晶体结构中，二氧化硅的结构非常紧密，每个硅原子都与三个相邻的氧原子通过共价键相连，而每个氧原子则与 两个相邻的硅原子相连。 α-Quartz在室温下稳定，它具有非常硬和脆的特性，并且具有优异的光学特性。 α-Quartz是一种重要的工业材料，广泛用于太阳能电池板、高温陶瓷、振动元件等方 面。 3. Tridymite Tridymite是二氧化硅的另一种晶体结构，它是由六方密排的硅氧四面体构成的。Tridymite的化学式为SiO2，空间群为P3121或P3221，具有高度对称性。Tridymite的结构与α-Quartz类似，但是在Tridymite中，硅氧六面体的排列方式不同。 Tridymite在高温下稳定，并且具有一些独特的物理特性，如优异的光学和热学性能。它广泛用于制造反射镜、热隔离材料等方面。 4. Cristobalite 总之，二氧化硅具有多种晶体结构，在不同的温度和压力条件下具有不同的晶体结构 和物理性质。它广泛用于制造高温陶瓷、高效太阳能电池板、热隔离材料、光学仪器和半 导体等方面，具有广泛的应用前景。

c和si的晶体结构

c和si的晶体结构 碳和硅是元素周期表中的相邻元素，它们的晶体结构也有很多相似之处。 首先，碳和硅都是具有很高稳定性的非金属元素，它们在自然界中的常见状态是晶体。碳的晶体结构是由碳原子以sp3杂化轨道形成的六元环，每个碳原子都与其它三个碳原子形成共价键，形成一个三维的立体网状结构。这种结构非常稳定，使得金刚石成为自然界中硬度最大的物质之一。 硅的晶体结构与碳类似，也是由硅原子以sp3杂化轨道形成的六元环，每个硅原子与其它四个硅原子形成共价键，形成一个类似于金刚石的三维立体网状结构。但是，硅的晶体结构与金刚石不同，它是一种闪锌矿型结构，其中每个硅原子周围都有四个与之等距的硅原子，这些硅原子位于立方密排的顶点位置。 其次，碳和硅的晶体结构都具有一定的方向性。在碳的晶体结构中，每个碳原子都与三个其他碳原子形成共价键，这使得碳原子之间的连接具有很强的方向性。同样地，在硅的晶体结构中，每个硅原子都与四个其他硅原子形成共价键，这使得硅原子之间的连接也具有很强的方向性。 最后，碳和硅的晶体结构都可以通过掺杂其他元素来改变其性质。例如，在石墨中，碳原子之间形成的是平面六元环，这使得石墨呈现出层状结构，并且具有很高的导电性和润滑性。而在金刚石中，碳原子之间形成的是立体六元环，这使得金刚石成为自然界中硬度最大的物质之一。对于硅来说，也可以通过掺杂其他元素来改变其导电性和稳定性等性质。

综上所述，碳和硅的晶体结构具有很多相似之处，它们都是由sp3杂化轨道形成的六元环，具有很强的方向性和稳定性。同时，它们也可以通过掺杂其他元素来改变其性质。这些性质使得碳和硅在材料科学、电子学等领域中具有重要的应用价值。

si晶体的原胞体积

si晶体的原胞体积 Si晶体是一种常见的半导体材料，具有重要的应用价值，如制造太阳能电池、光伏发电等。在研究Si晶体的性质和应用过程中，对其原胞体积的探究是十分重要的。 1. 什么是原胞体积？ 原胞是晶体结构中最小的具有完整对称性的结构单元。它是由一系列原子或离子按照一定规律排列而成的。原胞体积是指原胞所包含的空间的体积大小。 2. Si晶体的结构和原胞结构 Si晶体属于钻石晶体结构，由Si原子组成。在Si晶体的钻石结构中，每个Si原子都与四个相邻的Si原子通过共价键结合，形成一个三维的、有序的晶体结构。Si原子的排列方式呈现出八面体的对称性。 Si晶体的原胞结构是由两个体心立方原胞组成的。其中一个体心立方原胞的一个原子位于立方体的中心，其他7个原子位于立方体的8个角上；另一个体心立方原胞的8个原子分别位于其边界的8个三棱锥顶点上。所以，Si晶体的原胞结构的总原子数为16。 3. Si晶体的原胞体积计算方法 Si晶体是由Si原子构成的，其晶体结构为钻石结构，每个Si原子与相邻的4个Si原子形成共价键结合。因此，在计算Si晶体的原胞体积时，应该考虑到每个Si原子的空间占据。 Si晶体的原胞体积可以使用如下公式进行计算： V = N × V0 / Z 其中，V表示原胞体积；N表示原子数，对于Si晶体为16；V0表示每个Si原子所占据的空间体积，为0.543 nm3；Z表示原胞中所含的Si原子数，对于Si晶体为8。 将以上数值代入公式中，可以得到Si晶体的原胞体积为5.431 nm3。

4. 结论 Si晶体是一种重要的半导体材料，对其原胞结构和原胞体积的探究有助于了解其物理性质和应用特性。Si晶体的原胞体积为5.431 nm3，这个数值在Si材料的制备和应用中具有重要的参考价值。

常见晶胞结构特点

常见晶胞结构特点 1、分子晶体： 干冰：（1）粒子分布，一个干冰晶胞中个CO2分子（2）配位数：（一个CO2分子紧邻个CO2分子） 冰：（1）一个H2O分子紧邻个H2O分子，构成结构（2）在晶体中，1molH2O 含mol氢键。 密度：干冰冰 2、离子晶体 NaCl晶体： (1)粒子分布：每个晶胞含Na+个、Cl—个。 (2) Na+配位数：，几个Cl—在空间构成结构 (3) Na+周围等距最近的Na+有个。Cl—周围等距最近的Cl—有个。CsCl晶体： (1)粒子分布：每个晶胞含Cs+个、Cl—个 (2) Cs+的配位数Cl—的配位数. (3) Cs+周围等距最近的Cs+有个。Cl—周围等距最近的Cl—有个。 CaF2晶体： (1) 粒子分布：Ca2+，F—，每个晶胞含Ca2+个、F—个 (2) Ca2+的配位数F—的配位数. (3) Ca2+周围等距最近的Ca2+有个。F—周围等距最近的F—有个。 (4) 距离最近的Ca2+，F—之间的距离为 a （a为晶胞边长）3、原子晶体： 金刚石： (1)粒子分布：每个晶胞含个C原子 (2)配位数：（一个C原子紧邻个C原子，构成结构） (3) 1mol金刚石拥有molC—C键。 (4) 最小的环为元环，每个C被最小环共用，每个最小环平均拥有个C (5)最近两C原子之间的距离为2r = a（a为晶胞边长,r为C原子半径） SiO2晶体： (1)1molSiO2晶体拥有mol Si—O键， (2)最小的环为元环， (3)一个Si原子周围个O原子构成结构，一个O原子周围个Si原子。 5、混合型晶体（过渡型晶体） 石墨晶体：（1）C的杂化方式为 （2）含有的作用力有。 (3)最小碳环为元环，每个C原子被个环共用，每个环平 均拥有个C原子。 (4) 1mol石墨晶体拥有mol C—C键，C原子与C—C键的个数比。

常见晶胞模型

常见晶胞模型

氯化钠晶体 离子晶体 （1）NaCl晶胞中每个N才等距离且最近的CT （即Na+配位数）为丄个 NaCI晶胞中每个Cl-等距离且最近的Na+ （即CT配位数）为丄个（2）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Nf个； 占有的cr生个。 （3）在该晶体中每个Nf周围与之最接近且距离相等的N才共有£个; 与每个N沪等距离且最近的C1-所围成的空间几何构型为正八面体CsCl晶体（注意：右侧小立方体为CsCI晶胞；左侧为8个晶 胞） （1） CsCl晶胞中每个CV等距离且最近的cr （即Cf配位数） 为&个 CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+（即Ci配位数）为 生个，这几个C矿在空间构成的几何构型为正方体。 （2）在每个Cf周围与它最近的且距离相等的Cf有丄个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正△面臣。•c广ocr （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的CVL个；占有的C「L 个。 CaF2晶体 （D）立方最密堆积，F•填充在全部四面体空隙中。 （2）CaF2晶胞中每个C0等距离且最近的F （即C/+配位数）为生个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的C/+ （即F-配位数）为生个 （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+生个； 占有的F色个。 ZnS晶体： （1）1个ZnS晶胞中，有尘个SU 有｛个ZnS （2）Zi?+的配位数为坯，S-的配位数为丑。 OZn^eS2 工方ZnS 和

原子晶体 金刚石晶胞金刚石晶胞分位置注释金刚石

（1）金刚石晶体 a.每个金刚石晶胞中含有&个碳原子，最小的碳环为鱼元环，并且不在同一平面（实 际为椅式结构），碳原子为印3杂化,每个C以共价键跟相邻的丄个C结合，形成 正四面体。键角109° 28, b、每个碳原子被个六元环共用，每个共价键被丄个六元环共用 c、12g金刚石中有gmol共价键，碳原子与共价键之比为1:2 （2） Si晶体 由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的C原子全 部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。 （3）某些非金属化合物【SKh、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、SisM等】例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C原子周围与之连接的4个C原子全部换成Si原子， 键长稍长些便可得到SiC的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si原子, 4个互 不相邻的立方体体心的为C原子，反之亦可） a.每个SiC晶胞中含有4个硅原子，含有个碳原子 b、l mol SiC晶体中有生mol Si—C共价键 （4） SiO2晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si之间插入1个O原子, 便 可得到SK）2晶胞。 每个硅原子都采取杂化，与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为正四面体型,SiO2晶体中最小的环为12元环 b、每个Si原子被12个十二元环共用,每个O原子被丄_个十二 元环共用 c、每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 d、lmol Si O2晶体中有_4_mol共价键 （5）晶体硼 正二干面体

常见晶胞模型

(2) (3) 氯化钠晶体 离子晶体 NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的CI-(即Na+配位数)为6个 NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+(即CI-配位数)为6个 一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_(; 占有的CI-4 个。 在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有12个; 与每 个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为正八面体 • Na* O cr CsCI晶体(注意：右侧小立方体为CsCI晶胞；左侧为8个晶胞) (1) CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的CI-(即Cs+配位数) CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+(即CI-配位数) 为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 (2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个 这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。 (3) 一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的Cl- 1 个。 CaF2晶体 (1))CO2*立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。 (2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即C O2*配位数)为8个 CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个 (3)一个晶胞内由均摊 法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个; 占有的F-8 个。 ZnS晶体： (1)1个ZnS晶胞中，有4个S2「，有4个ZnT。 (2)ZrT的配位数为4个, S2-的配位数为4个。 OZn' es 辽方

原子晶体 金刚石晶胞金刚石晶胞分位置注释 金刚石晶体 a每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为 为椅式结构），碳原子为sp3杂化，每个C以共价键跟相邻的_4_个C结合，形成正四面 体。键角109° 28' b、每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用 C、12g金刚石中有2mol共价键，碳原子与共价键之比为1:2 Si晶体 由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。 某些非金属化合物【SiO2、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、Si3N4等】 例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C原子周围与之连接的4个C原子全部换成Si原子, 键长 稍长些便可得到SiC的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si原子，4个互不相邻的立方体体心的为C原子，反之亦可） a、每个SiC晶胞中含有4个硅原子，含有4个碳原子 b、1mol SiC晶体中有4mol Si—C共价键 （4）S iO2晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si之间插入1个O原子，便可得到SiO2晶胞。 a每个硅原子都采取sp3杂化，与它周围的4个氧原子所形成的空间结构为正四面体型,SiO2晶体中最小的环为元环 b、每个Si原子被上_个十二元环共用，每个0原子被_6_个十二元环共用 C、每个SiO2晶胞中含有—8_个Si原子，含有」6_个0原子 d、1mol Si 02晶体中有4 mol共价键 （5）晶体硼 已知晶体硼的基本结构单元是由B原子构成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定 数目的顶点，每个顶点各有一个B原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由12个 原子构成，其中B—B键间的夹角是60°。假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去，余下 部分的结构与C60相同，则C60由12个正五边形和20个正六边形构成。 (1) (2) 6兀环，并且不在同一平面（实际 • O•Isi B