晶体几种典型结构 (2).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 三八面体型结构和二八面体型结构 当每个六方网孔下的3个八面体空隙（一共是 -6价）被三个（二价）阳离子充填时，整个结构称作三八面体型结构；当3个八面体空隙被两个（三价）阳离子充填时，则结构称作二八面体型结构。 三八面体结构的O层 每个配位离子被三个八面体共用，分给每个八面体阳离子-1/3价，6个总和为-2价。因此每个八面体样子只能为+2价。 每个配位离子被两个八面体共用，分给每个八面体样子-1/2价电荷，6个共-3价，因此八面体阳离子为+3价。 二八面体结构的O层 结构单元层及基本类型 T层和O层的不同堆积方式构成了层状结构硅酸盐的结构单元层： 1∶1型（TO型）：1层T层和1层O层，代表矿物是高岭石。 2∶1型（TOT型）：2层T层夹1层O层，代表矿物是滑石。 高岭石 滑石 四面体无代换，八面体完整 层间域 结构单元层之间的空间叫层间域。层间域可以完全空置，也可以被其它物质充填，如离子，分子，水和有机物等。 滑石结构 云母结构 高岭石(kaolinite) 八面体阳离子在每层占据同样的位置。 7.17-7.20A 0.00 0.65 2.22 3.37 4.30 7.17 按实际离子半径得到的1:1层型结构 7.17-7.20A 实际上高岭石的层间域是没有空隙的。 八面体表面离子分布： 四面体片层间的表面离子分布 实际高岭土的片状颗粒：宽2μ，厚0.1-0.2μ。 注意上下层面的离子分布及特征。 蒙皂石族(Smectite) 15A蒙皂石 Ca2+携带大量水分子 15A 5.5-6A Ca2+携带大量水分子 层电荷的来源 (1) 来源于四面体片的Al-Si替代。这时，与配平电荷的层间阳离子距离较近，称之为“近电”。 记为 Xt (2) 来源于八面体片的Mg-Al替代。这时，于配平电荷的层间阳离子距离较远，称之为“远电”。 记为 Xo 层电荷的分布 在晶胞所示范围内，每个单面只有-0.33价的电荷。 平均每个基底氧携带电荷约为-0.055价。 天然蒙皂石的层间主要为Ca2+，要达到电荷平衡，1个Ca2+要配平约3个晶胞的底面积，约在半径为6.75A的圆面积上。 1个Ca2+配平的电荷范围 按原子的实际半径，则为如下分布： 而Ca2+的半径只 有1.0A，因此层 间区域要含大量 的极性水分子， 进行电荷的传 递，从而达到结 构的电荷平衡。 在柱撑蒙脱石，如羟基铝柱撑，每个阳离子柱(集团)，为+7价，约需平衡10.6个单位晶胞的电荷：即相当于半径为13.04A的圆。 羟基铝柱撑蒙脱石结构示意 18A 8.5 20A 谢谢大家！ * * * * * * * * * * * * * * * * * * (111) (200) (220) 6 闪锌矿结构 空间群 F-43m，立方面心格子。 Zn分布于晶胞的角顶及面心。如果把晶胞8等分，S分布于间隔的小立方体的中心。 闪锌矿的晶体结构：球键图(左)、配位多面体连接图(右) 结构中，S2- 和Zn2+配位数都是4，配位多面体都是四面体。四面体共角顶相联。 从图可看出，[SZn4]四面体（[ZnS4] 四面体也是一样）共角顶联成的四面体基元层与[111]方向垂直。 由于S2-和Zn2+都呈配位四面体，所以闪锌矿只用一种配位多面体结构形式表达(S和Zn互换是一样的)。 如果将闪锌矿结构中的Zn和S都变成C，则结构变成金刚石结构（Fd3m）。 物质类型 物质名称 物质名称 氯化物 氯化铜(CuCl) 碳化物 碳化硅 (SiC) 氮化物 氮化硼(BN) 氮化镓(GaN) 磷化物 磷化硅(SiP) 磷化硼(BP) 磷化铝(AlP) 磷化铟(InP) 硫化物 硫化镉(CdS) 硫化锡(SnS) 毒砂 (HgS) 氧化物 氧化镉(CdO) 氧化钴(CoO) 砷化物 砷化镓(GaAs) 砷化铟(InAs) 硒化物 硒化汞(HgSe) 硒化锰(MnSe) 蹄化物 蹄化铝(AlSb) 蹄化铟(InSb) 具有闪锌矿型结构的物质 7 金刚石结构 等轴晶系，空间群Fd3m。立方面心结构。 金刚石的晶体结构中，碳原子分布在角顶和面心，以及把晶胞八等分之后，半数交替的小立方体中心。 金刚石的晶体结构可以看成是半数的C作立方最紧密堆积(蓝球)，另外一半C相间地充