结晶学与矿物学——晶体化学省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

第九章晶体化学;

晶体化学：

研究晶体化学组成与晶体结构及其相互关系

学科。

（从化学角度研究晶体结构）。;一、最紧密堆积原理（Closestpacking）

晶体结构中，质点间总是趋于紧密堆积，以到达内能最小，结构最稳定。

1.等大球体最紧密堆积

;1）堆积方式：

第一层：同一层紧密排列，一个球周围有6个球和6个

空隙；

第二层：每个球唯一地堆积在第一层凹陷空隙处；

第三层：两种堆积方法：

A）重复第一层；ABABABABAB……

B）与第一、第二均不重复。ABCABCABCABC……;;

第一层：同一层紧密排列，一个球周围有6个球和6个

空隙；

第二层：每个球唯一地堆积在第一层空隙处；

第三层：两种堆积方法：

A）重复第一层；ABABABABAB……

B）与第一、第二均不重复。ABCABCABCABC……;A种情况相当于六方原始格子，也称六方最紧密堆积，

即AB（二层重复）重复型。（p154）

B种情况相当于立方面心格子，也称立方最紧密堆积，

即ABC（三层重复）（L3方向成层）。（p155）

上述两种堆积方式是最基本、最常见堆积方式。

;六

方

最

紧

密

堆

积

图

示;立方最紧密堆积图示

（立方面心格子）;2）球体间空隙：

紧密堆积使得全部相邻球体均彼此接触，但

依然存在约25.95％空隙。空隙只有两种：

（a）四面体空隙：由四个球体围成空隙。将四个球体中心连线组成一个四面体，故称四面体空隙；

（b）八面体空隙：由六个球体围成空隙。将六个球体中心连线组成一个八面体，故称八面体空隙；;第11页;

不论六方紧密堆积还是立方紧密堆积，形成空隙

类型和数目是一样。

一个球体周围总是均匀分布着

6个八面体空隙和8个四面体空隙。

空隙数规律：

N个球最紧密堆积，有N个八面体空隙，

2N个四面体空隙。;一个球体周围总是均匀分布着

6个八面体空隙和8个四面体空隙。;2．非等大球最紧密堆积

（多数实际矿物晶体中质点堆积为这类堆积）

同种元素组成晶体结构（自然元素类矿物，尤其是自

然金属元素矿物）能够看作是等大球最紧密堆积。

由阴阳离子组成化合物能够看作非等大球堆积。

普通来说，非等大球堆积形成晶体结构中，大半径阴离子呈

紧密堆积，小半经阳离子充填其所形成四面体或八面体空隙。;二．配位数和配位多面体

1．配位数：

晶体结构中，原子或离子周围临近、与其有配位关

系原子或异号离子数目。

2．配位多面体：

在一个原子（或离子）周围，呈配位关系原子（或

离子）中心连线所组成几何多面体。;3．配为数与配为多面体关系

配位数配位多面体

2-------------------------------------哑铃状

3--------------------------------------三角形

4--------------------------------------四面体

6--------------------------------------八面体

8--------------------------------------立方体

12-----------------------------------立方八面体;4．紧密堆积、配位数和晶体结构稳定性

非等大球堆积中，含有一定配位关系阴阳

离子相互接触，结构是稳定（图解a、b）。

假如阴阳离子半径相差悬殊，则结构不稳定

（图解c、d），且将引发配位数改变（图解e）。;;

1离子键与离子晶格

离子键：是组成晶格质点之间，彼此间以得、失

电子而形成静电作用。

离子键没有方向性和饱和性。

离子间配置方式符合鲍林法则(Pauling‘srules，1928年)。;鲍林法则：

法则1（配位法则）：围绕每个阳离子形成一个阴离子

配位体，阴、阳离子间距取决

于它们半径之和，阳离子配

位数取决于它们半径之比。



法则2（静电价法则）：每一个阴离子电价等于或近

似等于与其相邻阳离子至该

阴离子各静电键强度总和。;法则3（配位多面体要素共使用方法则Ⅰ）：在配位结构

中，两个阴离子多面体以共