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結晶構造、対称性、秩序。結晶は何らかの相互作用を感じて、いろいろな結晶構造の中で安定な構造をとる。形は何かを反映しているのである。電子軌道を反映し た共有結合性結晶、フェルミ面の形状(ネスティング)に依存したり、自由電子近似法に基づくヒューム・ロザリィの法則、 長距離相互作用と短距離相互作用の競合で生じたり、状態密度とフェルミ準位の関係(ファン・ホーブの定理)によるものや、フォノンと電子の 相互作用(コーン効果ヤン・テラー効果)に起因するものや、イオン半径比・電気陰性度(ポーリングの法則) など多様である。

  

ペンローズ・タイリング
 

hcp構造
 

CsCl構造
CsCl, CsBr, CsI, CuZn など

bcc構造みたいだ。すき間に水素や炭素などの小さい原子が入りやすいんだ!!!

NaCl構造
LiF, KCl,CaO, MgO など

マイナスイオンと プラスイオンがきれいに並んでいる。

ZnS(閃亜鉛鉱 型, zinc blend)構造
CaAs, ZnS

規則化したダイヤ モンド構造みたいだけど・・・。共有結合性の強い化合物がこの構造をとる。sp3混 成軌道を反映した4面体に囲まれている。さて対称中心はどこでしょう?

CaF2(螢 石、fluorite)構造
Na2O, K2Oは、陽イオンと陰イオンの位置が逆

ファースト・ブル リアンゾーンの形に似ているねーー

ZnO構造, ウルツ鉱(wurtzite)構造

hcp構造のZnをz方向に3/8移動した酸素を重ね合わせた構造。それぞれの原子が 他の原子に4面体に囲まれている。

Cu3Au 構造

fcc構造みたいだけど、この合金系は長周期構造や、秩序−無秩序相転移がおもしろ い。

CuAu構造

Cu3Auの一族だ。

ホイスラー型
Ni2MnSn, Pd2MnSn など

なんといっても強 磁性体が魅力 !

ペロブスカイト構造, perovskite
BaTiO3, SrTiO3など

酸素八面体によっ て不思議な世界が広がる(超伝導、強誘電性、強弾性、圧電性など・・・

 

ベンゼンの結晶構造
Orthorhombic です。面心の位置でベンゼン環の向きはそれぞれ異なります(色で区別しています)。水素は省略しています!

ナフタレンの結晶構造
Monoclinic です。面心の位置で分子の向きはそれぞれ異なります(色で区別しています)。

アントラセンの結晶構造
Monoclinic です。面心の位置でベンゼン環の向きはそれぞれ異なります(色で区別しています)。


結晶でない固体!? アモルファスや準結晶


一次相転移と二次相転移