晶體結(jié)構(gòu)，即晶體的微觀結(jié)構(gòu)，是指晶體中實際質(zhì)點(原子、離子或分子)的具體排列情況。自然界存在的固態(tài)物質(zhì)可分為晶體和非晶體兩大類，固態(tài)的金屬與合金大都是晶體。晶體與非晶體的最本質(zhì)差別在于組成晶體的原子、離子、分子等質(zhì)點是規(guī)則排列的(長程序)，而非晶體中這些質(zhì)點除與其最相近外，基本上無規(guī)則地堆積在一起(短程序)。金屬及合金在大多數(shù)情況下都以結(jié)晶狀態(tài)使用。晶體結(jié)構(gòu)是決定固態(tài)金屬的物理、化學(xué)和力學(xué)性能的基本因素之一。

　　晶體可以由原子、離子或分子結(jié)合而成。例如非金屬的碳原子通過共價鍵可以形成金剛石晶體。金屬的鈉原子與非金屬的氯原子可以先分別形成Na和Cl離子，然后通過離子鍵結(jié)合成氯化鈉晶體，每個離子周圍是異號離子。離子結(jié)合而成的晶體稱為離子晶體。在有些晶體中原子可以先結(jié)合成分子，然后通過分子間鍵或范德華(Van der Waals)力結(jié)合成晶體。如非金屬的硫原子先通過共價鍵形成王冠狀的S8分子，然后再通過范德華力形成硫黃晶體。又如在石墨中碳原子先通過共價鍵形成層型分子，然后通過范德華力結(jié)合成晶體。在層型分子內(nèi)部，化學(xué)鍵是連亙不斷的。礦物主要以金屬氧化物、硫化物以及硅酸鹽晶體的形式存在，它們一般為離子晶體。金屬原子通過金屬鍵結(jié)合而成金屬晶體。典型結(jié)構(gòu)有A1、A2和A3型等三種。晶體中每一原子周圍所具有的，與其等距離的最近鄰的原子數(shù)目叫配位數(shù)。

　　在這三種結(jié)構(gòu)型式中，每個原子為很多相同的原子所包圍，從而配位數(shù)很高�？紤]金屬學(xué)問題往往采用一個較簡單的模型，即把金屬原子(離子實)看成是剛性球體，它們之間相互吸引，從而結(jié)合在一起。如果將上述的金屬典型結(jié)構(gòu)與等徑剛球三種較密的排列方式相對應(yīng)，如圖4所示，與A1和A3型相應(yīng)的各為立方和六方最密排列，每個剛球與周圍的12個剛球鄰接，配位數(shù)記為12。與A2型相應(yīng)的是立方體心密排，每個剛球為周圍8個剛球相包圍，此外，尚有6個次近鄰剛球，距離只比8個最近鄰遠15%左右，因此往往要考慮到次近鄰的作用。有時將A2型的配位數(shù)記為8+6，即有效配位數(shù)要大于 8。在上述密排結(jié)構(gòu)中存在兩種間隙位置，即四面體間隙和八面體間隙。在某些條件下，這些間隙空間可成為金屬或合金中自身的或外來的原子所在位置，例如碳就可以占據(jù)鐵點陣中的間隙位置。除了上述三種常見的晶體結(jié)構(gòu)之外，金屬元素還有其他幾種結(jié)構(gòu)，如正交結(jié)構(gòu)(如鎵、鈾)、四方結(jié)構(gòu)(如銦、鈀)、菱面體結(jié)構(gòu)(如鉀、銻、鉍)等。

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