晶体结构（紧密堆积2）课件.ppt

《晶体结构（紧密堆积2）课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.2球体紧密堆积原理最紧密堆积原理：晶体中各离子间的相互结合，可以看作是球体的堆积。球体堆积的密度越大，系统的势能越低，晶体越稳定。此即球体最紧密堆积原理。适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。球体在平面上的最紧密堆积1.等大球堆积等大球紧密堆积方式A层B层C层(a)ABCABC…层序堆积—面心立方密堆积(b)ABAB……的层序堆积—六方密堆积A层B层C层面心立方晶胞原子堆垛方式密排六方晶胞原子堆垛方式立方最紧密堆积最紧密堆积的空隙：由同种球紧密堆积只能形成四面体空隙和八面体空隙四面体空隙八面体空隙最紧密堆积中空隙的分布情况：每个球体周围有8个四面体空隙和6个八面体空隙。

2、n个等径球最紧密堆积时，整个系统四面体空隙数为2n个，八面体空隙数为n个。两种最紧密堆积的空间利用率均为74.05%，空隙占整个空间的25.95%。2.不等径球堆积不等径球进行堆积时，较大球体作紧密堆积，较小的球填充在大球紧密堆积形成的空隙中。其中稍小的球体填充在四面体空隙，稍大的则填充在八面体空隙，如果更大，则会使堆积方式稍加改变，以产生更大的空隙满足填充的要求。这对许多离子化合物晶体是适用的。三、配位数与配位多面体配位数：一个原子（或离子）周围同种原子（或异号离子）的数目称为原子（或离子）的配位数，用CN来表示。配位多面体：在晶体结构中，与某一个阳离子成配位关系而相邻

3、结合的各个阴离子，以中心联线所构成的多面体。配为三角形配为四面体配为八面体配为立方体常见配为多面体正离子配位数与正、负离子半径比之间的关系许多硅酸盐晶体，配位多面体的几何形状不象理想的那样有规则，甚至在有些情况下可能会出现较大的偏差。在有些晶体中，每个离子周围的环境也不一定完全相同，所受的键力也可能不均衡，因而会出现一些特殊的配位情况.注意:正离子与O2－离子结合时常见的配位数1.正、负离子半径比影响因素：2.温度3.压力4.离子极化四、离子极化在离子晶体中，通常把离子视作刚性的小球，这是一种近似处理，这种近似仅在典型的离子晶体中误差较小。实际上，在离子紧密堆积时，带电荷

4、的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形，这种现象称为极化。极化会对晶体结构产生显著影响，主要表现为极化会导致离子间距离缩短，离子配位数降低；同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过渡，最终使晶体结构类型发生变化。由于离子的极化作用，使其正负电荷中心不重合，产生偶极矩。如果正离子的极化力很强，将使负离子的电子云显著变形，产生很大的偶极矩，加强了与附近正离子间的吸引力，使得正负离子更加接近，距离缩短，配位数降低。离子极化作用示意图负离子在正离子的电场中被极化使配位数降低例如银的卤化物AgCl，AgBr和AgI，按正负离子半径比

5、预测，Ag+离子的配位数都是6，属于NaCl型结构，但实际上AgI晶体属于配位数为4的立方ZnS型结构。这是由于离子间很强的极化作用，使离子间强烈靠近，配位数降低，结构类型发生变化。由于极化使离子的电子云变形失去球形对称，相互重叠，导致键性由离子键过渡为共价键。离子极化与卤化银晶体结构类型的关系极化包括：主极化和被极化在离子晶体中，一般阴离子半径较大，易于变形而被极化，而主极化能力较低。阳离子半径相对较小，当电价较高时其主极化作用大，而被极化程度较低。五、鲍林规则（1）在正离子的周围形成一负离子配位多面体，正离子、负离子间的距离取决于半径之和，而配位数取决于半径比。阴阳离

6、子堆积的接触情况半径比r<0.2250.225－0.4140.414－0.7320.732－1.000>1.000配位数346812多面体三角形四面体八面体立方体立方八面体阴阳离子半径比与阳离子的配为数（2）在一个稳定的离子化合物结构中，从所有相邻接的阳离子的静电键的总强度，等于阴离子的电荷数。（静电价规则）S=正离子的电价为Z＋，n为其配位数，S是从正离子至每一配位负离子的静电价强度电价规则的实质：若在晶体的结构中，当正电位较高的地点安放着电价较高的负离子时，结构就会趋于稳定。（3）在配位结构中，两阴离子多面体以共棱，特别是共面方式存在时，结构的稳定性降低。（4）在结构

7、中有多种正离子时，高价低配位数的正离子多面体之间倾向于不公用几何元素。（5）晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于为数最少。(节省规则）在一晶体结构中，晶体化学性质相似的不同离子，将尽可能采取相同的配位方式。鲍林规则由离子晶体结构中归纳出来的，符合于大多数离子晶体结构。对理想晶体结构有用。但它不完全适用于过渡金属化合物的离子晶体，更不适用非离子晶体，对于这些晶体的结构，还需用晶体场和配位场理论说明。总结：1.6晶体场理论和配位场理论一、晶体场理论基础所谓晶体场就是指晶格中由阳离子周围的配位体—与阳离子成配位关系的阴离子或负离