離子化合物的結(jié)構(gòu)化學(xué)

離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)堆積和填隙模型：離子晶體的結(jié)構(gòu)可以用原子的堆積和填隙模型描述，認(rèn)為較大的負(fù)離子作為等徑圓球進(jìn)行密堆積，然后正離子有序地填入全部或部分八面體或四面體空隙中。有時(shí)可以反之。離子晶體的結(jié)構(gòu)型式填隙的類型和分?jǐn)?shù)

ccp

hcp全部八面體空隙NaClNiAs全部四面體空隙CaF2-?四面體空隙立方ZnS六方ZnS?八面體空隙-金紅石?八面體空隙CdCl2CdI2離子晶體的若干常見簡單結(jié)構(gòu)幾種典型離子晶體的結(jié)構(gòu)1.NaClOh5

Fm3ma.立方晶系面心立方cF

b.Cl-離子作A1立方密堆積，Na+填入所有的正八面體空隙中c.每個(gè)晶胞含Z=4個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表一個(gè)Na+和Cl-

d.正負(fù)離子的配位數(shù)都為6e.晶體密度

，晶胞體積V，晶胞參數(shù)a,NaCl的化學(xué)式量M，阿佛加德羅常數(shù)為L，則

V=

a3=ZM/L

堿金屬的鹵化物、氫化物，堿土金屬的氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，過渡金屬的氧化物、硫化物，以及間隙型碳化物、氮化物都屬NaCl型結(jié)構(gòu)。2.NiAs

a.六方晶系簡單六方hP

b.每個(gè)晶胞含Z=1個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表2個(gè)Ni和2個(gè)Asc.晶體密度

，晶胞參數(shù)a與c，NiAs分子量M，阿佛加德羅常數(shù)為L(31/2/2)

a2c=2M/LNiAs的結(jié)構(gòu)大白球:As小黑球:NiAs原子的坐標(biāo)：A(2/3,1/3,1/4)B(1/3,2/3,3/4)3.CsClOh1

Pm3ma.立方晶系簡單立方點(diǎn)陣形式b.Cl-占據(jù)立方體晶胞的頂點(diǎn),作簡單立方堆積，Cs+填入體心立方體空隙c.正負(fù)離子配位數(shù)都為8d.每個(gè)晶胞中含Z=1個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表一個(gè)Cs+和Cl-

4.CaF2

Oh5

Fm3ma.立方晶系面心立方cFb.Ca2+作立方密堆積，F(xiàn)-離子填入所有正四面體空隙c.每個(gè)晶胞中含Z=4個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)包括一個(gè)Ca2+和2個(gè)F-離子d.正離子配位數(shù)為8，負(fù)離子配位數(shù)為4e.原子坐標(biāo)：Ca2+(0,0,0)(0,1/2,1/2)(1/2,0,1/2)(1/2,1/2,0)F-(1/4,1/4,1/4)(3/4,1/4,1/4)(1/4,3/4,1/4)(3/4,3/4,1/4)(1/4,1/4,3/4)(3/4,1/4,3/4)(1/4,3/4,3/4)(3/4,3/4,3/4)F-離子作簡單立方堆積,Ca2+填入一半立方體空隙中5.立方ZnS

Td2

F43ma.立方晶系面心立方cFb.S2-作立方密堆積，Zn2+填入一半正四面體空隙，填隙的四面體不共邊和不共面c.每個(gè)晶胞中含Z=4個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn),一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)含一個(gè)S2-與一個(gè)Zn2+

d.正離子配位數(shù)為4，負(fù)離子配位數(shù)為4e.四個(gè)Zn2+的坐標(biāo)為：(1/4,1/4,3/4),(3/4,3/4,3/4),(3/4,1/4,1/4),(1/4,3/4,1/4)

xyz6.六方ZnSa.六方晶系簡單六方cPb.S2-作六方密堆積，Zn2+填入一半正四面體空隙，填隙的四面體不共邊和不共面c.每個(gè)晶胞中含Z=1個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn),一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)包括2個(gè)S2-和2個(gè)Zn2+

d.正離子配位數(shù)為4，負(fù)離子配位數(shù)為4e.S2-的坐標(biāo)為(0,0,0),(2/3,1/3,1/2)Zn2+的坐標(biāo)為(2/3,1/3,7/8),(0,0,3/8)f.晶體密度

，晶胞參數(shù)a與c，ZnS分子量M，阿佛加德羅常數(shù)為L(31/2/2)

a2c=2M/L7.金紅石(TiO2)*四方晶系，體心四方點(diǎn)陣型式(tI)D4h

大球?yàn)門i小球?yàn)镺8.鈣鈦礦(CaTiO3)a.立方晶系，簡單立方點(diǎn)陣型式(cP)b.A型晶胞：Ca2+占據(jù)立方體晶胞的頂點(diǎn)，O2-占據(jù)面心，Ti4+占據(jù)體心；

B型晶胞：Ti4+占據(jù)立方體晶胞的頂點(diǎn)，O2-占據(jù)邊心，Ca2+占據(jù)體心。c.Ca2+與O2-聯(lián)合形成面心立方密堆積；

Ca2+與Ti4+聯(lián)合形成體心立方堆積d.Ca2+的O2-配位數(shù)為12，Ti4+的O2-配位數(shù)為6；O2-的Ca2+配位數(shù)為4，O2-的Ti4+配位數(shù)為2。e.結(jié)構(gòu)單元=CaTiO3

f.Z=1，每個(gè)晶胞中只含一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)g.晶體密度

，晶胞參數(shù)a，CaTiO3分子量M

a3=M/Lh.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)：

A型晶胞：Ca2+(0,0,0)Ti4+(1/2,1/2,1/2)O2-(0,1/2,1/2)(1/2,1/2,0)(1/2,0,1/2)B型晶胞：Ti4+(0,0,0)Ca2+(1/2,1/2,1/2)O2-(0,0,1/2)(0,1/2,0)(1/2,0,0)

A型晶胞B型晶胞離子鍵與點(diǎn)陣能離子間作用力靜電吸引力與短程排斥力點(diǎn)