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。 晶體具有最小的內能性，原子和離子相互結合時，相互間的引力和斥力處于平衡狀態(tài)，這就相當于球體間作緊密堆積。 球體最緊密堆積的基本類型 單一質點的等大球體最緊密堆積，如純金屬晶體。 幾種質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。如果繼續(xù)堆第四層，其又與第二層重復，第五層與第三層重復，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離子晶體的結構可以看做不等徑球的密堆積，通過密堆積可以了解其結構特性。負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，形成負離子的配位多面體。正負離子

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)的關系不大，如NaCl，MgO，ScN，TiC均為NaCl結構(6:6)，鍵型從離子鍵向共價鍵轉變。.17.18在穩(wěn)定的離子晶體結構中，每個負離子的電價數(shù)，等于或近似等于這個負離子與其鄰近的正離子之間各靜電鍵的強度之和。即離子晶體結構必須保證局域電中性。靜電鍵定義：z-= si= (z+/n+)z-為負離子電價數(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結構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在一個配位結構中，配位多面體公用棱，特別是公用面，會使結構的穩(wěn)定性降低；正離子的價數(shù)越高、配位數(shù)越小，這一效應越顯著；在正負離子半徑比達到配位多面體的最低極限，這一效應更為顯著。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結構中存在多種正離子，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