第二章晶體結(jié)構(gòu)

1、第二章第二章 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)第二章第二章 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)1晶體化學(xué)基本原理晶體化學(xué)基本原理2無機化合物晶體結(jié)構(gòu)無機化合物晶體結(jié)構(gòu)4非金屬單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)非金屬單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)3硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)5v重點：重點：重點為結(jié)晶學(xué)指數(shù)，晶體中質(zhì)點的堆重點為結(jié)晶學(xué)指數(shù)，晶體中質(zhì)點的堆積，氯化鈉型結(jié)構(gòu)，閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，螢石型積，氯化鈉型結(jié)構(gòu)，閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，螢石型（反螢石型）結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，鮑林規(guī)（反螢石型）結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，鮑林規(guī)則，硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類方法。則，硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類方法。v難點難點：晶體中質(zhì)點的堆積，典型的晶體結(jié)構(gòu)：晶體中質(zhì)點的堆積，典型的晶體結(jié)構(gòu)分析。分析。一

2、、空間點陣一、空間點陣 1.晶體的基本概念晶體的基本概念 人們對晶體的認(rèn)識，是從人們對晶體的認(rèn)識，是從石英石英開始的。開始的。人們把人們把外形上具有規(guī)則的幾何多面體形態(tài)外形上具有規(guī)則的幾何多面體形態(tài)的的固體稱為晶體。固體稱為晶體。1912年勞厄（德國的物理學(xué)家）第一次成功年勞厄（德國的物理學(xué)家）第一次成功獲得晶體對獲得晶體對X射線的衍射線的圖案，才使研究射線的衍射線的圖案，才使研究深入到晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才從深入到晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才從本質(zhì)上本質(zhì)上認(rèn)識了認(rèn)識了晶體，證實了晶體，證實了晶體內(nèi)部質(zhì)點空間是按一定方晶體內(nèi)部質(zhì)點空間是按一定方式有規(guī)律地周期性排列的式有規(guī)律地周期性排列的。2-1 結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)

3、結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)晶體定義晶體定義 晶體定義晶體定義：內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周：內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。（具有格子構(gòu)造期性重復(fù)排列的固體。（具有格子構(gòu)造的固體）。的固體）。也就是說也就是說：晶體的：晶體的共同特征共同特征是是內(nèi)部質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點在三維空間按周期性的重復(fù)排列點在三維空間按周期性的重復(fù)排列。不。不具備這一特征的物體就不是晶體具備這一特征的物體就不是晶體。空間點陣空間點陣 v人們習(xí)慣用幾何圖形來抽象表示晶體結(jié)構(gòu)。鈉離子鈉離子氯離子氯離子點陣點陣空間格子空間格子u用空間幾何圖形來抽象的表示晶用空間幾何圖形來抽象的表示晶體結(jié)構(gòu)，即把晶體質(zhì)點的中心用直體結(jié)構(gòu)，即把晶體質(zhì)點的中心用直線連接

4、起來線連接起來 。這些這些點點在三維空間周期性重在三維空間周期性重復(fù)排列復(fù)排列 空間點陣空間點陣陣點、結(jié)點陣點、結(jié)點每種晶體結(jié)構(gòu)都可以抽化出對每種晶體結(jié)構(gòu)都可以抽化出對應(yīng)的一個空間點陣應(yīng)的一個空間點陣空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)的異同空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)的異同空間點陣空間點陣 n人為的、抽象的幾何圖形人為的、抽象的幾何圖形n陣點是沒有物質(zhì)內(nèi)容的幾陣點是沒有物質(zhì)內(nèi)容的幾何點何點晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)客觀的客觀的具有具體的物質(zhì)內(nèi)具有具體的物質(zhì)內(nèi)容，其基本的單元是容，其基本的單元是結(jié)構(gòu)單元（原子或離結(jié)構(gòu)單元（原子或離子子 空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)單元在空間排列的空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)單元在空間排列的周期性是一致周期性是一致的的

5、空間點陣空間點陣+結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)空間點陣的要素空間點陣的要素v結(jié)點結(jié)點v行列行列在空間點陣上，分布在同一直線在空間點陣上，分布在同一直線上的結(jié)點構(gòu)成一個行列。任意兩個結(jié)點決定上的結(jié)點構(gòu)成一個行列。任意兩個結(jié)點決定一個行列。一個行列。行列行列 同一行列同一行列中結(jié)點間距是中結(jié)點間距是相等相等的；的； 在在平行行列平行行列中結(jié)點間距是中結(jié)點間距是相等相等的；的； 不同的行列不同的行列中其結(jié)點間距一般是中其結(jié)點間距一般是不不相等相等的（某些方向行列結(jié)點間距較密，的（某些方向行列結(jié)點間距較密，某些方向行列結(jié)點間距較疏）。某些方向行列結(jié)點間距較疏）。v面網(wǎng)面網(wǎng)連接同一平面的結(jié)點構(gòu)稱一個

6、面連接同一平面的結(jié)點構(gòu)稱一個面網(wǎng)。由任意兩個相交的行列也可以決定一個網(wǎng)。由任意兩個相交的行列也可以決定一個面網(wǎng)。面網(wǎng)。面網(wǎng)密度：面網(wǎng)上單位面積內(nèi)結(jié)點的數(shù)目；面網(wǎng)密度：面網(wǎng)上單位面積內(nèi)結(jié)點的數(shù)目；面網(wǎng)間距：任意兩個相鄰面網(wǎng)的垂直距離。面網(wǎng)間距：任意兩個相鄰面網(wǎng)的垂直距離。l 相互平行的面網(wǎng)的面網(wǎng)密度相互平行的面網(wǎng)的面網(wǎng)密度和面網(wǎng)間距相等；和面網(wǎng)間距相等；l面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)其面網(wǎng)間面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)其面網(wǎng)間距越大。距越大。v空間格子空間格子連接分布在三維空間的結(jié)點構(gòu)成空連接分布在三維空間的結(jié)點構(gòu)成空間格子。間格子。由三個不共面的行列就決定一個空間格子由三個不共面的行列就決定一個空間格子?？臻g格子由一

7、系列空間格子由一系列平行疊放的平行六平行疊放的平行六面體構(gòu)成面體構(gòu)成 結(jié)點分布在平行六面結(jié)點分布在平行六面體的頂角；體的頂角；平行六面體的三組棱長平行六面體的三組棱長就是相應(yīng)三組行列的結(jié)就是相應(yīng)三組行列的結(jié)點間距。點間距。2、晶體的性質(zhì)、晶體的性質(zhì)v1、各向異性各向異性在晶體在不同方向上具有不同的在晶體在不同方向上具有不同的性質(zhì)性質(zhì)v2穩(wěn)定性穩(wěn)定性 晶體能長期保持其固有狀態(tài)而晶體能長期保持其固有狀態(tài)而不轉(zhuǎn)變成其它狀態(tài)。不轉(zhuǎn)變成其它狀態(tài)。最小內(nèi)能決定。最小內(nèi)能決定。v3自限性自限性晶體具有自發(fā)地生長為一個封閉的晶體具有自發(fā)地生長為一個封閉的凸幾何多面體傾向。凸幾何多面體傾向。v4對稱性對稱性晶體

8、的物理化學(xué)性質(zhì)能夠在不同方晶體的物理化學(xué)性質(zhì)能夠在不同方向或位置上有規(guī)律地出現(xiàn)，也稱周期性向或位置上有規(guī)律地出現(xiàn)，也稱周期性晶體的性質(zhì)晶體的性質(zhì)v5均勻性（均一性均勻性（均一性）一個晶體的各個部分性一個晶體的各個部分性質(zhì)都是一樣的。質(zhì)都是一樣的。 這里注意：均勻性與各向異性不同，前者是指晶這里注意：均勻性與各向異性不同，前者是指晶體的位置，后者是指觀察晶體的方向。體的位置，后者是指觀察晶體的方向。v6. 固定熔點固定熔點v7晶面角守恒定律晶面角守恒定律晶面（或晶棱）間的夾角晶面（或晶棱）間的夾角恒定不變。恒定不變。3、晶胞、晶胞v晶胞晶胞-是晶體結(jié)構(gòu)中的平行六面體單位，其形狀大是晶體結(jié)構(gòu)中的平

9、行六面體單位，其形狀大小與對應(yīng)的空間格子中的平行六面體一致。小與對應(yīng)的空間格子中的平行六面體一致。晶胞晶胞 有實在的具體質(zhì)點所有實在的具體質(zhì)點所組成組成平行六面體平行六面體 由不具有任何物理、化學(xué)由不具有任何物理、化學(xué)特性的幾何點構(gòu)成特性的幾何點構(gòu)成。是指能夠充分反映整個晶體結(jié)構(gòu)特征的是指能夠充分反映整個晶體結(jié)構(gòu)特征的最小結(jié)構(gòu)單位最小結(jié)構(gòu)單位，其形狀大小與對應(yīng)的單位平行六面體完全一致，并可用其形狀大小與對應(yīng)的單位平行六面體完全一致，并可用晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)來表征，其數(shù)值等同于對應(yīng)的單位平行六面體來表征，其數(shù)值等同于對應(yīng)的單位平行六面體參數(shù)。參數(shù)。v 晶胞棱邊長度晶胞棱邊長度a、b、c，其單位為，

10、其單位為nm ,棱間夾角棱間夾角、。這六個參數(shù)叫做點陣常數(shù)或晶格常數(shù)。這六個參數(shù)叫做點陣常數(shù)或晶格常數(shù)。 4、晶體結(jié)構(gòu)分類晶體結(jié)構(gòu)分類根據(jù)根據(jù)a、b、c是否相等，是否相等，、是否相等、是否為是否相等、是否為90，將晶體結(jié)構(gòu)分為：將晶體結(jié)構(gòu)分為：立方晶系立方晶系：a=b=c，=90四方晶系四方晶系：a=bc，=90三方晶系三方晶系：a=b=c，=90六方晶系：六方晶系：a=bc，=90，=120正交晶系正交晶系：abc，=90單斜晶系單斜晶系：abc，=90三斜晶系三斜晶系：abc，90a:b:c和軸和軸角角、合稱合稱為晶為晶體幾體幾何常何常數(shù)數(shù)十四種布拉菲點陣十四種布拉菲點陣二、結(jié)晶學(xué)指數(shù)二、

11、結(jié)晶學(xué)指數(shù)一、晶面符號（米氏符號）一、晶面符號（米氏符號）晶面指數(shù)的確定步驟（圖晶面指數(shù)的確定步驟（圖13）：）：1、在空間點陣中建立坐標(biāo)系在空間點陣中建立坐標(biāo)系，選取任一結(jié)點為坐標(biāo)原點選取任一結(jié)點為坐標(biāo)原點O，同時令坐標(biāo)原點不在待標(biāo)晶同時令坐標(biāo)原點不在待標(biāo)晶面上，以晶胞的基本矢量為面上，以晶胞的基本矢量為坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸X、Y、Z；2、坐標(biāo)軸以晶體在該軸上的周坐標(biāo)軸以晶體在該軸上的周期為單位，期為單位， a, b, c；3、假設(shè)晶面在坐標(biāo)軸上的截距、假設(shè)晶面在坐標(biāo)軸上的截距分別為分別為ma、nb、pc；將它；將它們的們的倒數(shù)倒數(shù)依依X、Y、Z軸的順軸的順序，序，化為互質(zhì)整數(shù)比化為互質(zhì)整數(shù)比，即，

12、即1/m：1/n：1/p=h：k：l，然后將，然后將數(shù)字?jǐn)?shù)字hkl寫入圓括號（）內(nèi)，寫入圓括號（）內(nèi)，則（則（hkl）即為這個晶面的晶）即為這個晶面的晶面指數(shù)。每一個晶面指數(shù)，面指數(shù)。每一個晶面指數(shù)，代表一組平行晶面。代表一組平行晶面。其中其中x=2a,y=3b,z=6c,則（則（hkl）為（）為（321）hkl晶面族：原子排列情況相同、性質(zhì)相晶面族：原子排列情況相同、性質(zhì)相同的晶面組成一個晶面族。同的晶面組成一個晶面族。結(jié)晶符號結(jié)晶符號二、晶棱符號二、晶棱符號晶向指數(shù)的確定步驟（圖晶向指數(shù)的確定步驟（圖14）（1）在空間點陣中建立坐標(biāo)系，）在空間點陣中建立坐標(biāo)系，選取任一結(jié)點為坐標(biāo)原點選取任

13、一結(jié)點為坐標(biāo)原點O，同時同時令坐標(biāo)原點在待標(biāo)晶向令坐標(biāo)原點在待標(biāo)晶向OP上上，以晶胞的基本矢量，以晶胞的基本矢量為坐標(biāo)軸為坐標(biāo)軸X、Y、Z；（2）坐標(biāo)軸）坐標(biāo)軸以晶體在該軸上的以晶體在該軸上的周期為單位周期為單位；a:b:c（3）把）把OP的任一結(jié)點的坐標(biāo)的任一結(jié)點的坐標(biāo)ua:vb:wc經(jīng)經(jīng)等比例化簡后等比例化簡后按按X、Y、Z軸的順序?qū)懭敕嚼ㄝS的順序?qū)懭敕嚼ㄌ柼?內(nèi)，則內(nèi)，則uvw即為即為OP的的晶向指數(shù)。每一個晶向指數(shù)，晶向指數(shù)。每一個晶向指數(shù)，代表一組平行晶向。代表一組平行晶向。晶向族：原子排列情晶向族：原子排列情況相同的晶向組成一個晶向況相同的晶向組成一個晶向族。族。圖中晶面、圖中晶面

14、、晶棱如何晶棱如何表示？表示？2.2 晶體化學(xué)基本原理晶體化學(xué)基本原理一、原子和離子半徑一、原子和離子半徑 原子和離子都具有一定的有效半徑，可原子和離子都具有一定的有效半徑，可以看成是具有一定大小的球體。以看成是具有一定大小的球體。二、球體緊密堆積原理二、球體緊密堆積原理 既然原子、離子可看成是具有一定半徑既然原子、離子可看成是具有一定半徑的球體，那么晶體中原子、離子間的結(jié)合就的球體，那么晶體中原子、離子間的結(jié)合就可看成是球體的相互堆積，根據(jù)晶體中質(zhì)點可看成是球體的相互堆積，根據(jù)晶體中質(zhì)點的相互結(jié)合，要遵循內(nèi)能最小的原則，從球的相互結(jié)合，要遵循內(nèi)能最小的原則，從球體堆積角度來說，球的堆積密度越

15、大，系統(tǒng)體堆積角度來說，球的堆積密度越大，系統(tǒng)內(nèi)能就越小內(nèi)能就越小球體最緊密堆積原理。球體最緊密堆積原理。 1、球體最緊密堆積、球體最緊密堆積不等徑球體緊密堆積不等徑球體緊密堆積 等徑球體緊密堆積等徑球體緊密堆積 球體最緊密堆積球體最緊密堆積六方最緊密堆積六方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積等徑球體緊密堆積等徑球體緊密堆積v金屬由同一種質(zhì)點組成時，如銅、金等單質(zhì)金屬由同一種質(zhì)點組成時，如銅、金等單質(zhì)等徑球體緊密堆積等徑球體緊密堆積-第二層第二層堆第二層時，堆第二層時，只有將球體放只有將球體放在第一層球間在第一層球間的空隙上才是的空隙上才是最緊密堆積，最緊密堆積

16、，如都放如都放B位置位置或或C位置位置 等徑球體緊密堆積等徑球體緊密堆積-第三層第三層第三層球體排列的位第三層球體排列的位置與第一層球完全相置與第一層球完全相同同，重復(fù)第一層球的重復(fù)第一層球的排列方式排列方式，圓球是按圓球是按ABAB層序堆積層序堆積的的，將這些圓球的球?qū)⑦@些圓球的球心聯(lián)結(jié)起來。構(gòu)成六心聯(lián)結(jié)起來。構(gòu)成六方底心格子，在這種方底心格子，在這種堆積中可找出六方晶堆積中可找出六方晶胞，故稱胞，故稱六方最緊六方最緊密堆積密堆積 等徑球體緊密堆積等徑球體緊密堆積-第三層第三層將第三層球放在第一將第三層球放在第一層球間另一種空隙層球間另一種空隙C位置上與第二層球相位置上與第二層球相互交錯，這

17、樣三層球互交錯，這樣三層球的排列方式不重復(fù)，的排列方式不重復(fù)，排第四層球時，與第排第四層球時，與第一層球重復(fù)，形成一層球重復(fù)，形成ABCABC層序堆層序堆積，在這種堆積方式積，在這種堆積方式中可找出面心立方晶中可找出面心立方晶胞，故稱胞，故稱立方最緊立方最緊密堆積密堆積 立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積立方最緊密堆積面心立方格子面心立方格子密排面（密排面（111）面）面空隙空隙最緊密堆積中空隙：最緊密堆積中空隙：（1）八面體間隙）八面體間隙 處于處于6個個球體包圍之中的空隙，球體包圍之中的空隙，6個個球體中心球體中心之連線恰好形成一個八面體之連線恰好形成一

18、個八面體 。 （2）四面體間隙）四面體間隙 處于處于4個個球體包圍之中的空隙，球體包圍之中的空隙，4個個球體中心球體中心之連線恰好形成一個八面體之連線恰好形成一個八面體 ?？障秱€數(shù)空隙個數(shù)u四面體空四面體空隙數(shù)目是原隙數(shù)目是原子數(shù)目的二子數(shù)目的二倍倍；u八面體空八面體空隙數(shù)目等于隙數(shù)目等于原子數(shù)目。原子數(shù)目?？障秱€數(shù)空隙個數(shù)晶胞原晶胞原子數(shù)子數(shù)4個，個，八面體八面體空隙個空隙個數(shù)數(shù)8個。個。晶胞原子晶胞原子數(shù)數(shù)4個，個，四面體空四面體空隙個數(shù)隙個數(shù)8個。個。不等徑球體的緊密堆積不等徑球體的緊密堆積v原則原則：半徑半徑大大的的球球體的體的緊密堆積緊密堆積，半徑，半徑小小的的球球體體填充填充于四面

19、體空隙或八面體于四面體空隙或八面體等空隙等空隙。正負(fù)離子結(jié)構(gòu)正負(fù)離子結(jié)構(gòu)l當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)r/r-小于小于0.414時，出現(xiàn)負(fù)離子間緊密接觸，但正時，出現(xiàn)負(fù)離子間緊密接觸，但正負(fù)離子間脫離接觸情況，這時系統(tǒng)能量較高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。負(fù)離子間脫離接觸情況，這時系統(tǒng)能量較高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。 l當(dāng)當(dāng)r/r-大于大于0.414時，出現(xiàn)正負(fù)離子間緊密接觸，而負(fù)離時，出現(xiàn)正負(fù)離子間緊密接觸，而負(fù)離子間不接觸，即負(fù)離子被撐開了，這時，正負(fù)離子間引力子間不接觸，即負(fù)離子被撐開了，這時，正負(fù)離子間引力較大，而負(fù)離子間斥力較小，能量較低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定較大，而負(fù)離子間斥力較小，能量較低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 。配位數(shù)與配位多面體配位數(shù)配位數(shù)

20、-在晶體結(jié)構(gòu)中，一個原子或離子周圍在晶體結(jié)構(gòu)中，一個原子或離子周圍與它直接相鄰的原子個數(shù)或所有異號離子的個與它直接相鄰的原子個數(shù)或所有異號離子的個數(shù)數(shù)。 單質(zhì)晶體中，如果原子作最緊密堆積，則相當(dāng)于等大球體的緊單質(zhì)晶體中，如果原子作最緊密堆積，則相當(dāng)于等大球體的緊密堆積，不論是六方還是立方緊密堆積，每個原子的配位數(shù)均為密堆積，不論是六方還是立方緊密堆積，每個原子的配位數(shù)均為12。如果不是緊密堆積，則配位數(shù)將小于。如果不是緊密堆積，則配位數(shù)將小于12。 在共價鍵的晶體中，由于共價鍵的方向性和飽和性，其配位數(shù)在共價鍵的晶體中，由于共價鍵的方向性和飽和性，其配位數(shù)不受球體的緊密堆積支配，配位數(shù)較低，一

21、般不大可能超過不受球體的緊密堆積支配，配位數(shù)較低，一般不大可能超過4。 在離子晶體中，配位數(shù)指的是最緊鄰的異號離子數(shù)，所以正、在離子晶體中，配位數(shù)指的是最緊鄰的異號離子數(shù)，所以正、負(fù)離子的配位數(shù)不一定是相等的。陽離子一般處于陰離子緊密堆負(fù)離子的配位數(shù)不一定是相等的。陽離子一般處于陰離子緊密堆積的空隙中，其配位數(shù)一般為積的空隙中，其配位數(shù)一般為4或或6。如果陰離子不作緊密堆積，。如果陰離子不作緊密堆積，陽離子還可能出現(xiàn)其它的配位數(shù)。陽離子還可能出現(xiàn)其它的配位數(shù)。配位數(shù)配位數(shù) 陰離子作正八陰離子作正八面體堆積，正、面體堆積，正、負(fù)離子彼此都能負(fù)離子彼此都能相互接觸的必要相互接觸的必要條件為條件為r

22、/r- =0.414。 配位數(shù)配位數(shù)由幾何關(guān)系可得到：由幾何關(guān)系可得到： 8配位正、負(fù)配位正、負(fù)離子緊密接觸時，離子緊密接觸時，r/r-=0.732。 那么那么0.732也也就是正、負(fù)離子就是正、負(fù)離子形成形成6配位的上配位的上限，限，8配位的下配位的下限。限。圖圖 氯化銫晶體結(jié)構(gòu)氯化銫晶體結(jié)構(gòu)配位多面體配位多面體配位多面體配位多面體-在晶體結(jié)構(gòu)中與某一個原子（或陽離子）在晶體結(jié)構(gòu)中與某一個原子（或陽離子）成配位關(guān)系而相鄰結(jié)合的各個原子（或陰離子）的中心成配位關(guān)系而相鄰結(jié)合的各個原子（或陰離子）的中心連線所構(gòu)成的多面體。連線所構(gòu)成的多面體。 陽離子陽離子（或中心原子）位于配位多面體的（或中心原

23、子）位于配位多面體的中心中心，各個配位各個配位陰離子陰離子（或原子）的中心則位于配位多面體的（或原子）的中心則位于配位多面體的角頂角頂上上。配位多面體配位多面體離子極化離子極化v極化會對極化會對晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。產(chǎn)生顯著影響。v表現(xiàn)：表現(xiàn)：配位數(shù)配位數(shù)降低降低； 鍵性由離子鍵向共價鍵鍵性由離子鍵向共價鍵過渡過渡。決定離子晶體結(jié)構(gòu)的基本因素決定離子晶體結(jié)構(gòu)的基本因素v離子半徑離子半徑v離子的極化離子的極化v結(jié)晶化學(xué)定律結(jié)晶化學(xué)定律 哥希密特結(jié)晶化學(xué)定律：哥希密特結(jié)晶化學(xué)定律：晶體的構(gòu)型取決晶體的構(gòu)型取決于其結(jié)構(gòu)基元（原子、離子或原子團）的于其結(jié)構(gòu)基元（原子、離子或原子團）的數(shù)數(shù)量關(guān)系

24、量關(guān)系、離子的大小關(guān)系離子的大小關(guān)系和和極化作用極化作用的性質(zhì)。的性質(zhì)。 CsCl型；型；NaCl型；型；ZnS型；型；基元的數(shù)量基元的數(shù)量關(guān)系相同，但關(guān)系相同，但大小不同大小不同，其結(jié)構(gòu)類型也不相，其結(jié)構(gòu)類型也不相同。同。 AgCl 和和AgI基元的數(shù)量關(guān)系相同，但大小基元的數(shù)量關(guān)系相同，但大小不同，但不同，但極化性質(zhì)極化性質(zhì)不同，結(jié)構(gòu)也不同。其結(jié)不同，結(jié)構(gòu)也不同。其結(jié)構(gòu)分別屬于構(gòu)分別屬于NaCl型和型和ZnS型。型。2.3 2.3 單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)1石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體結(jié)構(gòu)2結(jié)構(gòu)分析：金剛石晶體結(jié)結(jié)構(gòu)分析：金剛石晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，晶胞常數(shù)構(gòu)為立方晶系，

25、晶胞常數(shù)a0=0.356nm。在晶體中每在晶體中每個碳原子與四個相鄰的碳個碳原子與四個相鄰的碳原子以原子以共價鍵共價鍵（Sp3雜化雜化軌道）結(jié)合形成軌道）結(jié)合形成四面體結(jié)四面體結(jié)構(gòu)。構(gòu)。與金剛石結(jié)構(gòu)相同的與金剛石結(jié)構(gòu)相同的有硅、鍺等。有硅、鍺等。性質(zhì)：高硬度、導(dǎo)熱性質(zhì)：高硬度、導(dǎo)熱性、半導(dǎo)體性能等。性、半導(dǎo)體性能等。晶胞原子晶胞原子數(shù)：數(shù)：8個個圖圖2-1 金剛石晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)1、金剛石結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)2、 石墨結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析：結(jié)構(gòu)分析： 六方六方晶系；層間碳晶系；層間碳原子之間距離原子之間距離0.335nm，層內(nèi)碳原子之間距離為，層內(nèi)碳原子之間距離為0.142nm；層內(nèi)每個；層

26、內(nèi)每個C原子與周圍三原子與周圍三個個C原子之間形成原子之間形成共價鍵共價鍵，另一個電，另一個電子為層內(nèi)所有子為層內(nèi)所有C原子共有，以金屬鍵原子共有，以金屬鍵與層內(nèi)所有碳原子結(jié)合；層與層之與層內(nèi)所有碳原子結(jié)合；層與層之間以間以分子鍵分子鍵相連。相連。圖圖2-2 石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體結(jié)構(gòu)性能：導(dǎo)電性良好；硬度低，熔性能：導(dǎo)電性良好；硬度低，熔點高；有滑膩感點高；有滑膩感用途：電極；發(fā)熱體；潤滑劑等用途：電極；發(fā)熱體；潤滑劑等性質(zhì)？性質(zhì)？金剛石與石墨金剛石與石墨v同質(zhì)多晶同質(zhì)多晶-化學(xué)組成相同的物質(zhì)，在不同化學(xué)組成相同的物質(zhì)，在不同的熱力學(xué)條件下結(jié)晶成結(jié)構(gòu)不同的晶體的現(xiàn)象。的熱力學(xué)條件下結(jié)晶成結(jié)構(gòu)不

27、同的晶體的現(xiàn)象。v類質(zhì)同晶類質(zhì)同晶-化學(xué)組成不同，而結(jié)構(gòu)相同的化學(xué)組成不同，而結(jié)構(gòu)相同的物質(zhì)物質(zhì)造成金剛石和石墨結(jié)構(gòu)不同原因？造成金剛石和石墨結(jié)構(gòu)不同原因？金剛石金剛石-高溫高壓下形成高溫高壓下形成石墨石墨-高溫下形成高溫下形成2.3 2.3 單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)1石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體結(jié)構(gòu)2離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體結(jié)構(gòu)3類質(zhì)同晶與同質(zhì)多晶現(xiàn)象類質(zhì)同晶與同質(zhì)多晶現(xiàn)象4固溶體固溶體53.2.3 3.2.3 離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體結(jié)構(gòu)圖圖2-3 NaCl型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：4個個NaCl“分子。分子。NaCl型屬于立方晶系，面心立方點陣型屬于立方晶系

28、，面心立方點陣球體緊密堆積法球體緊密堆積法： Cl-離子作面心離子作面心立方最緊密堆積，立方最緊密堆積，Na+填充八面體填充八面體空隙的空隙的100%。配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式：兩種離：兩種離子的配位數(shù)均為子的配位數(shù)均為6；配位多面體為；配位多面體為NaCl6 ；八面體之間共棱連接。；八面體之間共棱連接。電價飽和：電價飽和：(1/6)*6=11 1、 NaClNaCl晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)屬于該結(jié)構(gòu)類型：屬于該結(jié)構(gòu)類型：MgO、CaO、SrO、BaO、CdO、MnO、FeO、CoO、NiO，還有氮化物，碳化物等，氧化物中，還有氮化物，碳化物等，氧化物中，O2-離子相離子相當(dāng)當(dāng)Cl-，

29、占據(jù)，占據(jù)Cl-位置位置。 組成不同，結(jié)構(gòu)有緊密，有松弛，造成組成不同，結(jié)構(gòu)有緊密，有松弛，造成性質(zhì)有較大不同。性質(zhì)有較大不同。如如MgO，晶格常數(shù)，晶格常數(shù)a0=0.4201nm，結(jié)構(gòu)緊，結(jié)構(gòu)緊密，熔點密，熔點2800，是堿性耐火材料主要結(jié)，是堿性耐火材料主要結(jié)晶相。晶相。 CaO，晶格常數(shù)，晶格常數(shù)a0=0.480nm，Ca2+半徑半徑大，填充八面體空隙時，將結(jié)構(gòu)撐松，大，填充八面體空隙時，將結(jié)構(gòu)撐松，O2-密堆受到畸變，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易水化，這密堆受到畸變，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易水化，這在實際生產(chǎn)中要特別注意。在實際生產(chǎn)中要特別注意。結(jié)構(gòu)與性能：結(jié)構(gòu)與性能：NaCl型結(jié)構(gòu)在型結(jié)構(gòu)在三維方向上鍵力分

30、布比較均勻三維方向上鍵力分布比較均勻，因此其結(jié)構(gòu)無明顯解理（晶體沿某個晶面劈裂的現(xiàn)象稱為解理），因此其結(jié)構(gòu)無明顯解理（晶體沿某個晶面劈裂的現(xiàn)象稱為解理），破碎后其顆粒呈現(xiàn)破碎后其顆粒呈現(xiàn)多面體形狀多面體形狀。圖圖2-4 NaCl型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)2、CsCl型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu) 空間坐標(biāo)：空間坐標(biāo)： Cl- （000），）， Cs+ (1/2,1/2,1/2 ）。）。2 2 21 1 1 球體緊密堆積法球體緊密堆積法： Cl-離子作簡離子作簡單立方堆積，單立方堆積，Cs+填充立方體空隙填充立方體空隙的的100%。 CsCl晶體晶體屬于立方晶系。屬于立方晶系。 配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式

31、：兩種離：兩種離子的配位數(shù)均為子的配位數(shù)均為8；配位多面體為；配位多面體為CsCl8 ；立方體之間共面連接。；立方體之間共面連接。 晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：1個個CsCl“分子。分子。 電價飽和：電價飽和：(1/8)*8=1屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì)：屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì)：CsBr，CsI 圖圖2-5 CsCl型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)3、-ZnS型結(jié)構(gòu)（閃鋅礦型結(jié)構(gòu)（閃鋅礦)圖圖2-6 -ZnS型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：4個個ZnS “分子分子”。-ZnS屬于立方晶系。屬于立方晶系。球體緊密堆積法球體緊密堆積法： S2-離子作面心離子作面心立方最緊密堆積，立方最緊密堆積，Zn2+填充四面填充四面體

32、空隙的體空隙的1/2。配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式：兩種離：兩種離子的配位數(shù)均為子的配位數(shù)均為4；配位多面體為；配位多面體為ZnS4 ；四面體之間共頂連接。；四面體之間共頂連接。電價飽和：電價飽和：(2/4)*4=2 空間坐標(biāo)空間坐標(biāo)： S2- :（000)，(0,1/2,1/2），）， (1/2,0,1/2），）， (1/2,1/2,0），）， Zn2+ :(1/4,1/4,3/4 ）, (1/4, 3/4, 1/4 ）, (3/4,1/4,1/4 ）, (3/4,3/4,3/4 ）。）。 圖圖2-7 -ZnS型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu) 屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì)屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì)： SiC， Be、

33、Cd的硫化物，硒化的硫化物，硒化物、碲化物、物、碲化物、CuCl等。等。 性質(zhì)特點：性質(zhì)特點：質(zhì)點間鍵力強，熔點高，硬度大，熱質(zhì)點間鍵力強，熔點高，硬度大，熱穩(wěn)定性好，是很有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。穩(wěn)定性好，是很有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。4、六方、六方ZnS結(jié)構(gòu)（纖鋅礦型）結(jié)構(gòu)（纖鋅礦型） 圖圖2-8 六方六方ZnS型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)-ZnS屬于六方晶系。屬于六方晶系。 球體緊密堆球體緊密堆積法積法： S2-離離子作六方密堆子作六方密堆積，積，Zn2+填充填充四面體空隙的四面體空隙的1/2。 晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：2個個ZnS “分子分子”。 配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式：兩種離子的配

34、位數(shù)均為：兩種離子的配位數(shù)均為4；配；配位多面體為位多面體為ZnS4 。電價飽和：電價飽和：(2/4)*4=2屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì)屬于此結(jié)構(gòu)物質(zhì):BeO、ZnO、CdS、GaAs等晶體等晶體 。纖鋅礦結(jié)構(gòu)的性質(zhì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)的性質(zhì) v纖鋅礦結(jié)構(gòu)的熱釋電性及聲電效應(yīng)纖鋅礦結(jié)構(gòu)的熱釋電性及聲電效應(yīng) 某些纖鋅礦結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)中無對稱中心存在，某些纖鋅礦結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)中無對稱中心存在，使得晶體具有熱釋電性，可產(chǎn)生聲電效應(yīng)。使得晶體具有熱釋電性，可產(chǎn)生聲電效應(yīng)。熱釋電性熱釋電性是是指某些像六方指某些像六方ZnS的晶體，由于加熱使整個晶體溫度變的晶體，由于加熱使整個晶體溫度變化，結(jié)果在與該晶體化，結(jié)果在與該晶體

35、c軸平行方向的一端出現(xiàn)正電荷，在軸平行方向的一端出現(xiàn)正電荷，在相反的一端出現(xiàn)負(fù)電荷的性質(zhì)。晶體的熱釋電性與晶體相反的一端出現(xiàn)負(fù)電荷的性質(zhì)。晶體的熱釋電性與晶體內(nèi)部的自發(fā)極化有關(guān)。實際上，這種晶體在常溫常壓下內(nèi)部的自發(fā)極化有關(guān)。實際上，這種晶體在常溫常壓下就存在自發(fā)極化，只是這種效應(yīng)被附著于晶體表面的自就存在自發(fā)極化，只是這種效應(yīng)被附著于晶體表面的自由表面電荷所掩蓋，只有當(dāng)晶體加熱時才表現(xiàn)出來，故由表面電荷所掩蓋，只有當(dāng)晶體加熱時才表現(xiàn)出來，故得其名。得其名。熱釋電晶體可用來作紅外探測器熱釋電晶體可用來作紅外探測器。纖鋅礦結(jié)構(gòu)的性質(zhì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)的性質(zhì)vCdS、GaAs等和其它等和其它與與族，族，與

36、與族化合物，制成半族化合物，制成半導(dǎo)體器件，可以用來放大超聲波。這樣的半導(dǎo)體材料具有聲導(dǎo)體器件，可以用來放大超聲波。這樣的半導(dǎo)體材料具有聲電效應(yīng)。通過半導(dǎo)體進行聲電相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象稱為電效應(yīng)。通過半導(dǎo)體進行聲電相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象稱為聲電效應(yīng)聲電效應(yīng)。vBeO具有一系列優(yōu)良性能：具有一系列優(yōu)良性能：rBe2+=0.034nm，鍵強大，熔點，鍵強大，熔點高，硬度大，導(dǎo)熱率高，是導(dǎo)彈燃燒室內(nèi)襯的重要高，硬度大，導(dǎo)熱率高，是導(dǎo)彈燃燒室內(nèi)襯的重要耐火材料耐火材料。5、螢石型（螢石型（CaF2）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)圖圖2-9 CaF2 型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：4個個CaF2 “分分子子”。CaF2 屬

37、于立方晶系。屬于立方晶系。球體緊密堆積法球體緊密堆積法： Ca2+離子作面心離子作面心立方最緊密堆積，立方最緊密堆積，F(xiàn)-填充四面體空填充四面體空隙的隙的100%。八面體空隙全空。八面體空隙全空。配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式： Ca2+配位配位數(shù)均為數(shù)均為8， F-配位數(shù)均為配位數(shù)均為4；配位多面體；配位多面體為為CaF8 ；立方體之間共棱連接。；立方體之間共棱連接。電價飽和：電價飽和：(1/4)*8=2 空間坐標(biāo)空間坐標(biāo)： Ca2+ :（000)，(0,1/2,1/2），）， (1/2,0,1/2），）， (1/2,1/2,0），）， F- :(1/4,1/4,1/4 ）, (3

38、/4, 3/4, 1/4 ）, (3/4,1/4,3/4 ）, （1/4 ,3/4,3/4 ），）， (3/4,3/4,3/4 ）, (1/4, 1/4, 3/4 ）, (1/4,3/4,1/4 ）, (3/4,1/4,1/4 ）。）。 螢石型（螢石型（CaF2）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)共棱連接共棱連接圖圖2-10 CaF2 型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)反螢石型結(jié)構(gòu)反螢石型結(jié)構(gòu)：一些堿金屬氧化物一些堿金屬氧化物L(fēng)i2O、Na2O、K2O結(jié)構(gòu)，正、結(jié)構(gòu)，正、負(fù)離子分布剛好與負(fù)離子分布剛好與CaF2相反，陽離子占據(jù)相反，陽離子占據(jù)F-位置，位置，O2-占據(jù)占據(jù)Ca2+位置位置。 屬于屬于CaF2型結(jié)構(gòu)物質(zhì)：型結(jié)構(gòu)物質(zhì)：

39、UO2、CeO2、ThO2等，等，ZrO2可認(rèn)為是扭曲了的可認(rèn)為是扭曲了的CaF2型結(jié)構(gòu)。型結(jié)構(gòu)。圖圖2-11 CaF2 型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)螢石類結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)螢石類結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì) vCaF2與與NaCl的性質(zhì)對比：的性質(zhì)對比：F-離子半徑比離子半徑比Cl-小，小，Ca2+離子離子半徑比半徑比Na+稍大，綜合電價和半徑兩因素，螢石中質(zhì)點稍大，綜合電價和半徑兩因素，螢石中質(zhì)點間的鍵力比氯化鈉中的鍵力強，反映在性質(zhì)上，螢石的間的鍵力比氯化鈉中的鍵力強，反映在性質(zhì)上，螢石的硬度為莫氏硬度為莫氏4級，熔點級，熔點1410，密度，密度3.18，水中溶解度，水中溶解度0.002；而；而NaCl熔點熔點8

40、08，密度，密度2.16，水中溶解度，水中溶解度35.7。v螢石結(jié)構(gòu)的解理性：螢石結(jié)構(gòu)的解理性：由于螢石結(jié)構(gòu)中有一半的立方體空由于螢石結(jié)構(gòu)中有一半的立方體空隙沒有被隙沒有被Ca2+離子填充，所以，在離子填充，所以，在111面網(wǎng)方向上存面網(wǎng)方向上存在相互毗鄰的同號離子層，其靜電斥力將起主要作用，在相互毗鄰的同號離子層，其靜電斥力將起主要作用，導(dǎo)致晶體在平行于導(dǎo)致晶體在平行于111面網(wǎng)方向上易發(fā)生解理，因此螢面網(wǎng)方向上易發(fā)生解理，因此螢石常呈八面體解理。石常呈八面體解理。螢石類結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)螢石類結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)vUO2作核燃料，作核燃料，ZrO2高級高溫材料，高溫發(fā)高級高溫材料，高溫發(fā)熱元件材料，

41、熱元件材料，CaF2的熔點較低，在工業(yè)上，的熔點較低，在工業(yè)上，玻璃、陶瓷助燃劑，水泥礦化劑玻璃、陶瓷助燃劑，水泥礦化劑，較大空隙，較大空隙，有利于離子遷移，用作新型電介質(zhì)材料。有利于離子遷移，用作新型電介質(zhì)材料。6、金紅石型結(jié)構(gòu)金紅石型結(jié)構(gòu)晶胞分子數(shù)：晶胞分子數(shù)：2個個TiO2 “分分子子”。TiO2屬于四方晶系。屬于四方晶系。球體緊密堆積法球體緊密堆積法： O2-離子作變形的六方最緊密堆積，離子作變形的六方最緊密堆積，Ti4+在晶胞頂點和體心位置。在晶胞頂點和體心位置。 O2-離子在晶胞上下底面離子在晶胞上下底面的面對角線各有兩個，在晶胞半高的另一面對角線方向的面對角線各有兩個，在晶胞半高

42、的另一面對角線方向也有兩個。也有兩個。 Ti4+離子填充八面體空隙的離子填充八面體空隙的1/2。配位多面體及連接方式配位多面體及連接方式： Ti4+離子的配位數(shù)為離子的配位數(shù)為6；配位；配位多面體為多面體為TiO6 ； O2-離子的配位數(shù)為離子的配位數(shù)為3，八面體之間共，八面體之間共棱連接。棱連接。電價飽和：電價飽和：(4/6)*3=2 空間坐標(biāo)空間坐標(biāo)： O2- :（uu0)，(1-u,1-u,0），）， (1/2+u, -u, ），），( -u ,1/2+u,1/2) Ti4+ :(0,0,0 ）, (1/2, 1/2, 1/2）。）。 圖圖2-12 金紅石（金紅石（TiO2) 型晶體結(jié)構(gòu)

43、型晶體結(jié)構(gòu)圖圖2-13 金紅石（金紅石（TiO2) 型晶體結(jié)構(gòu)型晶體結(jié)構(gòu)v相同結(jié)構(gòu)物質(zhì)相同結(jié)構(gòu)物質(zhì)： SnO2， MnO2 ， CeO2 ， PbO2 ， VO2 ，NbO2 等。等。 TiO2的性質(zhì)的性質(zhì)：在光學(xué)上具有很高的折射：在光學(xué)上具有很高的折射率（率（2.76），在電學(xué)性質(zhì)上具有很高的介），在電學(xué)性質(zhì)上具有很高的介電系數(shù)。因此，成為制備光學(xué)玻璃的原電系數(shù)。因此，成為制備光學(xué)玻璃的原料，也是無線電陶瓷中常用的晶相。料，也是無線電陶瓷中常用的晶相。金紅石型結(jié)構(gòu)金紅石型結(jié)構(gòu)五、五、 鈣鈦礦（鈣鈦礦（CaTiO3）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)配位多面體連接與配位多面體連接與Ca2+配位數(shù)配位數(shù)TiCaCaTi

44、O3晶胞晶胞ABO3型立方晶系：以一個型立方晶系：以一個Ca2+和和3個個O2-作面心立方作面心立方密堆，密堆，Ti4+占占1/4八面體空隙。八面體空隙。Ti4+配位數(shù)配位數(shù)6，rc/ra=0.436 (0.414-0.732)，Ca2+配位數(shù)配位數(shù)12，rc/ra=0.96，O2-配位數(shù)配位數(shù)6；v鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)中離子間關(guān)系如下鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)中離子間關(guān)系如下:（容忍（容忍因子）因子）v設(shè)設(shè)A位離子半徑為位離子半徑為rA,B位離子半徑為位離子半徑為rB,O2-半徑為半徑為ro,由于由于(2rA+2ro)2=a2以及以及a=2rA+2rov所以，所以，rA+ro 2 (rB+ro）v但是，實際測定發(fā)

45、現(xiàn)，但是，實際測定發(fā)現(xiàn)，A、B離子半徑離子半徑有一定的變動范圍，可表示為：有一定的變動范圍，可表示為：v rA+rot 2 （rB+ro）v式中，式中，t為容忍因子，為容忍因子， t=0.771.10v鈣鈦礦型化合物化學(xué)計量比可以是鈣鈦礦型化合物化學(xué)計量比可以是A2+B4+O3 (如如BaTiO3和和PbZrO3)或是或是A3+B3+O3(如如LaGaO3, LaAlO3)；也可以；也可以A1+B5+O3 (如如KNbO3, NaWO3)或或A1+B2+O3（KNiF3）;混合形式如混合形式如Pb(Mg1/2Nb2/3)O3和和Pb(Sc1/2Ta1/2)O3也也是可能的。是可能的。v在這些例

46、子中，在這些例子中，A格位離子都是較大的。格位離子都是較大的。從容忍因子看，從容忍因子看，A位離子越大，位離子越大， B位離位離子才能較大。子才能較大。決定離子晶體結(jié)構(gòu)的基本因素決定離子晶體結(jié)構(gòu)的基本因素v離子半徑離子半徑v離子的極化離子的極化v結(jié)晶化學(xué)定律結(jié)晶化學(xué)定律 哥希密特結(jié)晶化學(xué)定律：哥希密特結(jié)晶化學(xué)定律：晶體的構(gòu)型取決晶體的構(gòu)型取決于其結(jié)構(gòu)基元（原子、離子或原子團）的于其結(jié)構(gòu)基元（原子、離子或原子團）的數(shù)數(shù)量關(guān)系量關(guān)系、離子的大小關(guān)系離子的大小關(guān)系和和極化作用極化作用的性質(zhì)。的性質(zhì)。鮑林規(guī)則鮑林規(guī)則v鮑林規(guī)則鮑林規(guī)則描述的是有關(guān)描述的是有關(guān)離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體結(jié)構(gòu)與其與其化化學(xué)組成關(guān)

47、系學(xué)組成關(guān)系的一些基本規(guī)律。的一些基本規(guī)律。v是從是從實踐基礎(chǔ)實踐基礎(chǔ)上概括出來的，是經(jīng)驗性的，上概括出來的，是經(jīng)驗性的，只能只能說明一般說明一般的情況（所依據(jù)的主要參數(shù)是的情況（所依據(jù)的主要參數(shù)是離子半徑）。離子半徑）。v鮑林規(guī)則符合鮑林規(guī)則符合大多數(shù)離子晶體大多數(shù)離子晶體的結(jié)構(gòu)情況，的結(jié)構(gòu)情況，對過渡元素化合物不完全適用，更不適用非對過渡元素化合物不完全適用，更不適用非離子晶體。離子晶體。1鮑林第一規(guī)則鮑林第一規(guī)則-負(fù)離子配位多面體規(guī)則負(fù)離子配位多面體規(guī)則 在離子晶體結(jié)構(gòu)中，每個正離子周圍都形成在離子晶體結(jié)構(gòu)中，每個正離子周圍都形成一個負(fù)離子配位多面體；正負(fù)離子間距離取決一個負(fù)離子配位多面體；正負(fù)離子間距離取決于離子半徑之和，于離子半徑之和，正離子配位數(shù)取決于正負(fù)離正離子配位數(shù)取決于正負(fù)離子半徑之比子半徑之比，與離子電價無關(guān)。，與離子電價無關(guān)。 在一個穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)中，從所有相鄰接的陽離在一個穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)中，從所有相鄰接的陽離子到達一個陰離子的靜電鍵的總強度，等于陰離子子到達一個陰離子的靜電鍵的總強度，等于陰離子的電荷數(shù)。的電荷數(shù)。2鮑林第二規(guī)則鮑林第二規(guī)則-靜電價規(guī)則靜電價規(guī)則靜電鍵強度靜電鍵強度 ZSCN，負(fù)離子電價要等于它周圍每個正離子分給它的電價之和負(fù)離子電價要等于它周圍每個正離子分給它的電價之和 也就是說也就是說：在一個穩(wěn)定的離子晶體結(jié)構(gòu)中，在形成每一個離