第二章-晶体结构02讲解ppt课件.ppt

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1、第五节无机化合物晶体结构CrystalStructureofInorganicCompounds一、内在因素对晶体结构的影响——化学组成1、原子和离子半径原子半径或离子半径的实质是什么？原子半径或离子半径是定值吗?原子半径或离子半径的大小与哪些因素有关？温度？压力？离子的极化？质点间相对距离离子的Goldschmidt半径离子的Pauling半径离子的Shannon半径R.D.Shannon,ActaCryst.A32(1976),751.2、配位数和配位多面体配位数（CN）：一个原子或离子的配位数是指在晶体结构中，该原子或

2、离子的周围，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。金属晶体：若原子作最紧密堆积，CN＝12，若作A2堆积，CN＝8；共价晶体：由于共价键有方向性和饱和性，因此其CN值不受球体紧密堆积的规则支配，通常较低，一般不会超过4；离子晶体：阳离子一般处于阴离子紧密堆积的空隙中，因此其配位数通常为4，6，8，但是当阴离子不作紧密堆积时，阳离子还可能出现其他配位数配位多面体：是指在晶体结构中，与某一个阳离子（或原子）成配位关系的相邻结构的各个阴离子（或原子），它们的中心联线所构成的多面体。（如三角形、四面体、八面体、立方体等）3

3、、离子的极化离子的极化:指离子在外电场作用下，改变其形状和大小的现象（又：在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形的现象）。极化被极化主极化极化率（α）来表示，极化率定义为在单位有效电场强度（E）下所产生的电偶极矩（μ）的大小用极化力（β）来表示，极化力与离子的有效电荷数（Z＊）成正比，与离子半径（r）的2次方成反比NOTE：自身被极化和极化周围其他离子两个作用是同时存在，但表现的程度不同。一般来说，正离子半径较小，电价较高，极化力表现明显，不易被极化。负离子则相反，经

4、常表现出被极化的现象，电价小而半径较大的负离子显著。当正离子为18电子（如过渡金属离子）时，极化率也比较大，正离子也容易变形。正负离子相互作用时，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。二、外在因素对晶体结构的影响同质多晶（Polymorphism）:化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。由此产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体，称为变体。如各种石英。类质同晶（Isomorphism）:化学组成相似或相近的物质

5、，在相同的热力学条件下，形成的晶体具有相同的结构。1、同质多晶与类质同晶2、同质多晶转变位移性转变：位移性转变仅仅是是结构畸变，转变前后差异小，转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数，只是原子的位置发生少许位移，使次级配位有所改变。重建性转变：重建性转变不能简单地原子位移来实现，转变前后结构差异大，必须破坏原子间的键，形成一个具有新键的结构。？从什么角度来认识无机化合物呢质点的堆积方式及空间坐标配位数、配位多面体及其连接方式晶胞“分子数”空间格子构造结合键分布无机化合物晶体结构与性质晶体组成-结构-性能之间的相互关系特定的

6、晶体结构对晶体性能的影响一、AX型结构，二、AX2型结构，三、A2X3型结构，四、ABO3型结构，五、AB2O4型（尖晶石）结构，六、无机化合物结构与鲍林规则（Pauling’srule）一、AX型结构有CsCl，NaCl，ZnS，NiAs等类型结构，其中：CsCl、NaCl——典型离子晶体，NaCl为透红外材料；ZnS——具有一定共价键成分，为半导体材料；NiAs——性质接近于金属。大多数结构类型符合r+/r-与配位数的定量关系，但有少数化合物在r+/r-0.732或r+/r-0.414时仍属于NaCl型结构。如KF，

7、LiF，LiBr，SrO，BaO等。AX型化合物的结构类型与的关系结构类型实例（右边数据为比值）CsCl型1.000~0.732CsCl0.91CsBr0.84CsI0.75NaCl型0.732~0.414KF1.00SrO0.96BaO0.96RbF0.89RbCl0.82BaS0.82CaO0.80CsF0.80PbBr0.76BaSe0.75NaF0.74KCl0.73SrS0.73RbI0.68KBr0.68BaTe0.68SrSe0.66CaS0.62KI0.61SrTe0.60MgO0.59LiF0.59CaSe

8、0.56NaCl0.54NaBr0.50CaTe0.50MgS0.49NaI0.44LiCl0.43MgSe0.41LiBr0.40LiF0.35ZnS型0.414~0.225MgTe0.37BeO0.26BeS0.20BeSe0.18BeTe0.171.NaCl型结构NaCl属立方晶系，