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1、NaCl型晶体结构的两种描述NaCl.gjfCl-Na+化学组成比n+/n-=1:1以NaCl型晶体为例,对离子堆积描述的术语给出图解A:8×1/8+6×1/2=4B:1+12×1/4=4n+/n-=1:1结构型式:NaCl型负离子呈立方面心堆积,相当于金属单质的A1型。负离子堆积方式:立方面心堆积CN+=6CN-=6正负离子配位数之比CN+/CN-=6:6正八面体空隙(CN+=6)正离子所占空隙种类:正八面体浅蓝色球代表的负离子(它们与绿色球是相同的负离子)围成正四面体空隙,但正离子并不去占据:仔细观察一下:是否有被占据的
2、正四面体空隙?没有!正离子所占空隙分数浅蓝色球代表的负离子(它们与绿色球是相同的负离子)围成正八面体空隙,全部被正离子占据。所以,正离子所占空隙分数为1(尽管还有两倍的正四面体空隙未被占据,但正离子所占空隙分数不是1/3)。仔细观察一下:是否还有未被占据的正八面体空隙?没有!NaCl晶体的结构基元由1个NaCl组成,从中可抽出立方面心点阵。在NaCl晶胞(Na+和Cl-可互相替换)中,含有4个NaCl,即4个结构基元。从点阵结构也可看出,一个正当单位含有4个点阵点。分数坐标描述A:000B:1/21/21/2正离子所占空
3、隙分数1结构型式化学组成比n+/n-负离子堆积方式正负离子配位数比CN+/CN-正离子所占空隙种类CsCl型1:1简单立方堆积8:8立方体离子堆积描述CsCl型晶体结构的两种描述CsCl.gjfCsCl晶体的结构基元由1个CsCl组成,从中可抽出简单立方的点阵。(注意:不要误认为是体心立方)CsCl晶胞中含有1个CsCl,即1个结构基元。ZnS型晶体结构在0.225r+/r-<0.414时,四配位的化合物MX可能具有ZnS型晶体结构,其中又包括立方和六方ZnS型。通常硫化物倾向于立方,氧化物倾向于六方。这是非常重要的两种晶
4、体结构,已投入使用的半导体除Si、Ge单晶为金刚石型结构外,许多半导体晶体都是ZnS型,且以立方ZnS型为主。例如:GaP,GaAs,GaSbInP,InAs,InSbCdS,CdTeHgTe分数坐标描述A:00001/21/21/201/21/21/20B:1/41/43/41/43/41/43/41/41/43/43/43/4结构型式化学组成比n+/n-负离子堆积方式正负离子配位数比CN+/CN-正离子所占空隙种类正离子所占空隙分数立方ZnS型1:1立方最密堆积4:4正四面体1/2离子堆积描述立方ZnS型(闪锌矿)晶体结
5、构的两种描述ZnS-LiFang.gjf立方ZnS晶体的结构基元由1个ZnS组成,从中可抽出立方面心点阵。正负离子的结合方式与金刚石中C原子类似。晶胞中含有4个ZnS,即4个结构基元。分数坐标描述A:0002/31/31/2B:005/82/31/31/8结构型式化学组成比n+/n-负离子堆积方式正负离子配位数比CN+/CN-正离子所占空隙种类正离子所占空隙分数六方ZnS型1:1六方最密堆积4:4正四面体1/2离子堆积描述六方ZnS型晶体结构的两种描述ZnS-liufang.gjf六方ZnS结构基元由2个ZnS组成,从中可抽
6、出简单六方的点阵。晶胞中含有2个ZnS,即1个结构基元。结构型式化学组成比n+/n-负离子堆积方式正负离子配位数比CN+/CN-正离子所占空隙种类正离子所占空隙分数CaF2型1:2简单立方堆积8:4立方体1/2离子堆积描述分数坐标描述Ca2+(或F-):(0,0,0);(0,1/2,1/2);(1/2,0,1/2);(1/2,1/2,0)F-(或Ca2+):(1/4,1/4,1/4);(3/4,1/4,1/4);(1/4,3/4,1/4);(1/4,1/4,3/4);(1/4,3/4,3/4);(3/4,1/4,3/4);
7、(3/4,3/4,1/4);(3/4,3/4,3/4)CaF2(萤石)型晶体结构的两种描述CaF2.gjf结构基元由1个CaF2组成。从中可抽出立方面心点阵。晶胞中含有4个CaF2,即4个结构基元。+-反荧石型结构与荧石型(CaF2型)相似,只是正负离子的位置刚好相反:负离子形成扩张的立方面心堆积,正离子占据其中全部四面体空隙。K2O就是这种结构。金红石型晶体结构的两种描述Ti4+(或O2-):(0,0,0);(1/2,1/2,1/2)O2-(或Ti4+):(0.31,0.31,0);(0.69,0.69,0);(0.
8、81,0.19,0.5);(0.19,0.81,0.5)分数坐标描述TiO2.gjf结构基元由2个TiO2组成,从中可抽出简单四方的点阵。晶胞中含有2个TiO2,即1个结构基元。二元离子晶体的六种典型结构型式