结晶学基础晶体化学基本原理解析.ppt

结晶学基础晶体化学基本原理解析;影响晶体结构的主要因素？;球体密堆原理;石墨的原子排列方式（STM）;;;;;;平行于C轴方向看; 在两种最基本的最紧密堆积 方式中，每个球体所接触到的同径球体个数为12（即配位数等于12）。;四面体空隙位置;最紧密堆积中空隙的分布情况：;晶体中八面体和四面体实例：;空间利用率（致密度）：;2、不等径球堆积;决定离子晶体结构的基本因素;离子半径与配位数;;;配位数（coordination number ）和配位多面体;表 正负离子半径比和配位数的关系;双：di- 三：tri- 四：qua- Tetra- 五:penta- 六:hexa- 七:hepta 八:octa- 十二:dodeca;配位数＝2，3;配位数＝4 配位数＝6r/R= 0.225～0.414; r/R= 0.414~0.732;配位数＝8 配位数＝12r/R= 0.732～1; r/R= 1; ;表 正离子与O2－离子结合时常见的配位数 ;影响配位数的因素：正、负离子半径比以外，还有温度、压力、正离子类型以及极化性能等。 对于典型的离子晶体而言，在常温常压条件下，如果正离子的变形现象不发生或者变形很小时，其配位情况主要取决于正、负离子半径比，否则，应该考虑离子极化对晶体结构的影响。 ;4 离子极化 ;① 由于极化，正负离子的间距缩短，甚至导致配位数下降，整 个晶体的结构类型发生变化。 例：ZnO：R+∕R-＝0.63，CN＝6（NaCl型）实际CN＝4（ZnS型） CaO：R+∕R-＝0.80，CN＝8（CsCl型）实际 CN＝6（NaCl型） ② 由于极化，正负离子的电子云重叠，离子键的性质发生变化，向共价键过渡。 例： 硅离子 r＝0.4；氧离子 r＝1.40 计算 Si－O半径＝1.80；O-O半径＝2.80 实测： ＝1.60 ＝2.60;表1-5 离子极化与卤化银晶体结构类型的关系 ;六：Pauling’s rules;离子化合物中，在正离子周围形成一个负离子配位多面体，负离子在角顶，正离子在负离子多面体中心，正负离子间的距离取决于半径之和，配位数取决于正负离子半径之比。 解决了多面体如何构成的问题;表 正负离子半径比和配位数的关系;r/R= 0.732～1; r/R= 1;鲍林第二规则－静电键规则;例1：;+ 1/6;;其一，判???晶体是否稳定； 其二，判断共用一个顶点的多面体的数目。 例1：在CaTiO3结构中，Ca2+、Ti4+、O2-离子的配位数分别为12、6、6。O2-离子的配位多面体是[OCa4Ti2]，则O2-离子的电荷数为4个2/12与2个4/6之和即等于2，与O2-离子的电价相等，故晶体结构是稳定的。 rSi4+/rO2-=0.041/0.140=0.293 CN=4 例2：SiO晶体。一个[SiO4]四面体顶点的O2-离子还可以和另一个[SiO4]四面体相连接（2个配位多面体共用一个顶点），或者和另外3个[MgO6]八面体相连接（4个配位多面体共用一个顶点），这样可使O2-离子电价饱和。 ;硅氧四面体连接方式;鲍林第三规则－负离子多面体共用顶、棱和面规则; cc = 1.0; cc = 0.72; cc = 0.58;鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则;镁橄榄石结构中多面体连接示意;鲍林第五规则──节约规则;