第四节 非金属晶体结构课件.ppt

第七章 晶体结构 Crystal structure 第四节 非金属晶体结构 　  Nonmetal crystal structure 一、离子晶体的最简结构 Most Chiens structure of Ion crystal 1.NaCl型 2.CsCl型 3.ZnS型 4.CaF2型 5.金红石型 问题讨论 二、共价型晶体 A crystal of covalence 三、分子型晶体 A crystal of member 四、混合型晶体结构 A crystal of admixture 问题与思考 * * 第一节 晶体的结点阵构 第二节 固体的能带理论 第三节 金属晶体结构 第四节 非金属晶体结构 一、离子晶体的最简结构 二、共价型晶体 三、分子型晶体 四、混合型晶体 尽管自然界中离子晶体的种类是多种多样，并且有些很复杂。但可以把它们归结为一些简单结构型式及其变形。 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型 金红石型 NaCl晶体 ZnS晶体 CaF2晶体 金红石 离子晶体与金属晶体类似，离子晶体中的正、负离子也是采取密堆积的方式；与金属晶体所不同的是，离子晶体中正、负离子的大小不同（非等径球堆积）。 为了使体系能量尽可能低，离子晶体中正、负离子则尽可能多地与异号离子接触，故离子晶体往往配位数较高。 ⑴ NaCl型晶体结构 NaCl 型晶体属于立方面心结构；例如NaCl晶胞，是由Na+和Cl-分别组成1套立方面心点阵，配位数为 6∶6。 Na+ Cl- ⑵常见 NaCl 型离子晶体 常见的 NaCl 型离子晶体有碱金属元素（铯除外）的卤化物、银的卤化物（碘化银除外）、碱土金属元素（铍除外）的氧化物、硫化物和硒化物的晶体等。 硫化钠 氧化钙 氧化镁 氯化钠 硫化铁 ⑴ CsCl型晶体结构 CsCl 型晶体，其构型类似于立方体心结构( Cl- 离子和 Cs+ 离子分别组成 1 套立方体心点阵)。即： Cl- Cs+ CsCl 型晶胞 立方体的中心若是 Cs+ 离子，则立方体的 8 个顶点便是 Cl- 离子；反之亦然。 CsCl 型晶体配位数为 8∶8。 ⑵常见 CsCl 型离子晶体 属于 CsCl 型的离子晶体较为少见，一般常见的有铯的卤化物（氟化物除外）、TlCl、TlBr、TlI、NH4Cl、NH4Br、NH4I等晶体。 塩化アンモン石 NH4Cl Cl- Cs+ 立方ZnS型又称之为闪锌矿型(β- ZnS)，属于立方晶系，面心立方点阵；Zn原子具有立方面心结构，4 个 S原子分别交错在四个顶角中，配位数为4∶4。 ZnS 型有两种构型。即：立方 ZnS 型和六方 ZnS 型。ZnS 本质上不是离子化合物（共价化合物）。在此只是说，某些离子晶体属于这两种结构形式。 例如：有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。 闪锌矿 硫化锌晶体 氧化铍 ⑴立方ZnS型 — S — Zn 閃亜鉛鉱　結晶 纤锌矿 ⑵六方ZnS型 　 六方 ZnS 型又称为纤锌矿型，属六方晶系，配位数为 4∶4。 — S — Zn 类似立方 ZnS 型，Ca+ 组成立方面心点阵，在立方体内有8个F- 离子；配位数为 8∶4。 碱土金属氟化物，一些稀土元素如 Ce、Pr的氟化物，过渡金属 Zr、Hf 的氟化物属 CaF2 型晶体。 天然CaF2晶体 CaF2晶体颗粒 F F F F Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca F Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca F F Ca Ca F 　 金红石属于四方点阵结构，配位数为6∶3。 一些过渡金属氧化物TiO2、VO2、MnO2、FeO2；氟化物 MnF2 、CoF2、NiF2 为金红石结构。 Ti Ti O O Ti O O Ti Ti Ti Ti Ti O O Ti O u u c = 1/2 Ti Ti Ti O Ti Ti Ti Ti Ti O O O O Ti Ti Ti O O Ti Ti Ti c a b Ti Ti O O u u c = 0 Ti Ti 金红石 星光红宝石 星光蓝宝石 7-16 在 CsCl 晶胞中，共包含几个铯离子和氯离子？其 001 晶面上共接触几个铯离子和氯离子？如何确定铯离子和氯离子的离子半径？ Cl- Cs+ CsCl 晶胞 7-15 在 NaCl 晶胞中，共有几个钠离子和氯离子