MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TINH THỂ.
PGS – TS Lê Kim Long, Đại học Quốc gia Hà Nội
Đặt vấn đề:
Trong chương trình hoá học phổ thông, phần trạng thái rắn của chất và cụ thể về tinh thể là một phần khá lí thú và trừu tượng. Sách giáo khoa đã nêu được một số ý tưởng cơ bản giáo viên cần tham khảo thêm tài liệu mới giúp học sinh hình dung đươc và áp dụng các kiến thức vào giải các bài toán liên quan. Chuyên đề này nhằm cung cấp các kiến thức cụ thể về cấu trúc tinh thể và vận dụng cho các bài tập liên quan
Lý thuyết:
* Cấu trúc tinh thể: 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 ...).
- Tinh thể kim loại
- Tinh thể ion
- Tinh thể nguyên tử ( Hay tinh thể cộng hoá trị)
- Tinh thể phân tử.
* Khái niệm về ô cơ sở:
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 các thông số:
1. Hằng số mạng: a, b, c, (, (, (
2. Số đơn vị cấu trúc : n
3. Số phối trí
4. Độ đặc khít.
I. Mạng tinh thể kim loại:
1. Một số kiểu mạng tinh thể kim loại.
1.1. Mạng lập phương đơn giản:
- Đỉnh là các nguyên tử kim loại hay ion dương kim loại.
- Số phối trí = 6.
- Số đơn vị cấu trúc: 1

1.2. Mạng lập phương tâm khối:
- Đỉnh và tâm khối hộp lập phương là nguyên tử hay ion dương kim loại.
- Số phối trí = 8.
- Số đơn vị cấu trúc: 2
1.3. Mạng lập phương tâm diện
- Đỉnh và tâm các mặt của khối hộp lập phương là các nguyên tử hoặc ion dương kim loại.
- Số phối trí = 12.
- Số đơn vị cấu trúc:4
1.4. Mạng sáu phương đặc khít (mạng lục phương):
- Khối lăng trụ lục giác gồm 3 ô mạng cơ sở. Mỗi ô mạng cơ sở là một khối hộp hình thoi. Các đỉnh và tâm khối hộp hình thoi là nguyên tử hay ion kim loại.
- Số phối trí = 12.
- Số đơn vị cấu trúc: 2











2. Số phối trí, hốc tứ diện, hốc bát diện, độ đặc khít của mạng tinh thể, khối lượng riêng của kim loại.
2.1. Độ đặc khít của mạng tinh thể







2.2. Hốc tứ diện và hốc bát diện:










a. Mạng lập phương tâm mặt:
- Hốc tứ diện là 8
- Hốc bát diện là: 1 + 12.1/4 = 4
b. Mạng lục phương:
- Hốc tứ diện là 4
- Hốc bát diện là: 1 + 12.1/4 = 2
2.3. Độ đặc khít của mạng tinh thể
a) Mạng tinh thể lập phương tâm khối


Số quả cầu trong một ô cơ sở : 1 + 8. 1/8 = 2

Tổng thể tích quả cầu


Thể tích của một ô cơ sở a3 a3

b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện


Số quả cầu trong một ô cơ sở : 6. 1/2 + 8. 1/8 = 4
Tổng thể tích quả cầu


Thể tích của một ô cơ sở a3 a3

c) Mạng tinh thể lục phương chặt khít
Số quả cầu trong một ô cơ sở: 4. 1/6 + 4. 1/12 + 1 = 2
Tổng thể tích quả cầu


Thể tích của một ô cơ sở




Nhận xét: Bảng tổng quát các đặc điểm của các mạng tinh thể kim loại

Cấu trúc
Hằng số mạng
Số hạt (n)
Số phối trí
Số hốc T
Số hốc O
Độ đặc khít (%)
Kim loại

Lập phương tâm khối (lptk:bcc)
(=(=(=90o
a=b=c
2
8
-
-
68
Kim loại kiềm, Ba, Fe(, V, Cr, …

Lập phương tâm diện (lptd: fcc)
(=(=(=90o
a=b=c
4
12
8
4
74
Au, Ag, Cu, Ni,