晶體的堆積方式（課堂PPT）

1、.1 原子和離子都占有一定的空間，在某種程度上近似可將其視為具有一定大小的球體。 原子或離子之間的相互結(jié)合，從幾何的角度，在形式上可視為球體間的堆積。 晶體具有最小的內(nèi)能性，原子和離子相互結(jié)合時，相互間的引力和斥力處于平衡狀態(tài)，這就相當(dāng)于球體間作緊密堆積。 球體最緊密堆積的基本類型 單一質(zhì)點的等大球體最緊密堆積，如純金屬晶體。 幾種質(zhì)點的不等大球體的緊密堆積，如離子晶體。.2等大球體的最緊密排列平面有如圖的形式.3A位C位.4第三層有兩種完全不同的堆積方式。1. 堆積在單層空隙位置從垂直圖面的方向觀察，第三層球的位置正好與第一層相重復(fù)。如果繼續(xù)堆第四層，其又與第二層重復(fù)，第五層與第三層重復(fù)，如

2、此繼續(xù)下去，這種緊密堆積方式用ABABABABABAB的記號表示。 .5.6.7四層堆積ABAC五層堆積ABCAB六層堆積ABCACB九層堆積ABABCBCAC.8 .9.10離子晶體的結(jié)構(gòu)可以看做不等徑球的密堆積，通過密堆積可以了解其結(jié)構(gòu)特性。負(fù)離子看做等徑球的密堆積，正離子填充到四面體或八面體空隙中。.11Cl離子形成最密堆積，Na離子填在所有的八面體空隙。.12S離子形成A1最密堆積，Zn離子填在一半的四面體空隙。.13S離子形成A3最密堆積，Zn離子填在一半的四面體空隙。.14Ca構(gòu)成A1最密堆積，F(xiàn)填充所有的四面體空隙。.15.16在每個正離子的周圍，形成負(fù)離子的配位多面體。正負(fù)離子

3、的距離決定于離子半徑和，正離子的配位數(shù)取決于正負(fù)離子半徑比。離子晶體中，離子半徑直接影響到離子的配位數(shù)價態(tài)與配位數(shù)的關(guān)系不大，如NaCl，MgO，ScN，TiC均為NaCl結(jié)構(gòu)(6:6)，鍵型從離子鍵向共價鍵轉(zhuǎn)變。.17.18在穩(wěn)定的離子晶體結(jié)構(gòu)中，每個負(fù)離子的電價數(shù)，等于或近似等于這個負(fù)離子與其鄰近的正離子之間各靜電鍵的強度之和。即離子晶體結(jié)構(gòu)必須保證局域電中性。靜電鍵定義：z-= si= (z+/n+)z-為負(fù)離子電價數(shù)，z+為正離子電價數(shù)，n+為正離子配位數(shù)。對于二元化合物AXBY，A，B的配位數(shù)為Y:X。.19對于理想的CaTiO3結(jié)構(gòu)Ca2+與12個O2-配位，SCa= 2/12 = 1/6Ti4+與6個O2-配位，STi= 4/6 = 2/3O2-周圍有4個Ca2+和2個Ti4+ ，ZO= 4 SCa + 2 STi= 2.20在一個配位結(jié)構(gòu)中，配位多面體公用棱，特別是公用面，會使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低；正離子的價數(shù)越高、配位數(shù)越小，這一效應(yīng)越顯著；在正負(fù)離子半徑比達(dá)到配位多面體的最低極限，這一效應(yīng)更為顯著。四面體和八面體公用頂點、棱、面的情況.21兩個規(guī)則的MX4和兩個規(guī)則的MX6連接時M-M間距離.22結(jié)構(gòu)中存在多種正離子，高價和低配位數(shù)的正離子配位多面體傾向于不公用幾何元素。CaO12Ti