常見九種典型的晶體結(jié)構(gòu)

1、有9種典型的晶體結(jié)構(gòu)，1種簡單金屬結(jié)構(gòu)，2種氯化銫結(jié)構(gòu)，3種CaI2結(jié)構(gòu)，4種螢石結(jié)構(gòu)，5種鹽結(jié)構(gòu)，6種閃鋅礦結(jié)構(gòu)，7種金剛石結(jié)構(gòu)，8種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，9種層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，1種簡單金屬結(jié)構(gòu)，(1)垂直形心結(jié)構(gòu)：空間群：Fm3m，相當(dāng)于等軸立方體，屬于這種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)主要包括鋁、銅、金、銀、鉑、鉛等簡單物質(zhì)。(2)六邊形結(jié)構(gòu)：空間群：P63/mmc，相當(dāng)于等尺寸球體的最緊密堆積。屬于這種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)主要包括簡單物質(zhì)，如鋨、釕、錸和鋅。(3)立方體核心結(jié)構(gòu)：空間組：Im3m，不是最接近的包裝方式。屬于這種結(jié)構(gòu)的材料主要包括t、v、w、La、Ce、Pr、Nd、Yb、Eu、Ti、u、Ba、Sr、k、Na、Ca

2、、Mg等簡單物質(zhì)。值得指出的是，某些元素的簡單物質(zhì)在不同的條件下可以形成不同的結(jié)構(gòu)，或者它們可以以不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)共存。例如，元素鐵：-鐵-(奧氏體)-立方中心-鐵-(馬氏體)-垂直中心-鐵-)-六邊形結(jié)構(gòu)、氯化銫(CsCl)結(jié)構(gòu)、空間群：Pm3m陰離子分布在單元電池的八個角的頂部，陽離子填充在它們形成的立方空間中。立方體在平面上是相連的。具有這種結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)是KCl、氯化鈉、氯化鈦、徑向基函數(shù)、氯化萘、氯化萘、氯化萘、碘化銀、氯化鈦等。3 CaI2結(jié)構(gòu)，空間群：P-3m，三重本原晶格。在單元電池中，陽離子分布在八個角上，陰離子分布在上半部和下半部由三種陽離子組成的規(guī)則立方體柱中，它們在上半部

3、的中心和下半部的中心間隔開。因此，其結(jié)構(gòu)也可以理解如下：陰離子以六邊形排列最緊密，陽離子填充在由一層隔開的所有八面體間隙中。具有這種結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)是2、2、gei 2、PTO 2、tobr 2、rhte 2、tis2、tise 2、tite 2、SNS 2、mni 2、nite 2、pdte 2、pts 2、CDI 2、mgi 2、Cai 2、cobr 2、febr 2、Fei 2。具有抗二氧化硅結(jié)構(gòu)的材料有：Ag2F、B2O、Ni2C、4螢石結(jié)構(gòu)、空間群：Fm3m、垂直形心結(jié)構(gòu)。鈣分布在晶胞的頂角和面中心；在單位單元8被等分后，f分布在每個小立方體的中心。螢石的結(jié)構(gòu)可以理解為：Ca2為立方體

4、，致密堆積，F(xiàn)-填充在所有四面體孔隙中。在n個球體中有2N個四面體空隙，所以Ca:F=1:2，所以它的分子式是CaF2。螢石晶胞中有一個平行于(111)面的離子積累層，因此螢石具有111完美解理。陽離子配位四面體連接：棱柱連接形成的螢石結(jié)構(gòu)。該單元由8個由同一條邊連接的FCa4組成，四面體的每條邊都是共享的。陰離子配位立方體：它們共同延伸形成螢石結(jié)構(gòu)。CaF8配位立方體沿三維方向交替排列。反螢石結(jié)構(gòu)、球形鍵圖、陽離子四面體配位、陰離子立方體配位、反螢石結(jié)構(gòu)可以看作：陰離子做立方體最緊密堆積，陽離子填充所有四面體間隙。5巖鹽構(gòu)造，空間群：Fm3m，垂直形心網(wǎng)格。一部分物質(zhì)具有氯化鈉型結(jié)構(gòu)。表9.

5、4，具有石鹽結(jié)構(gòu)、(111)、(200)、(220)的物質(zhì)，6個閃鋅礦結(jié)構(gòu)，空間群F-43m，垂直形心網(wǎng)格。鋅分布在電池的角頂部和表面中心。如果單元被分成八個相等的部分，則S分布在間隔立方體的中心。閃鋅礦的晶體結(jié)構(gòu)為球形鍵圖(左)和配位多面體連接圖(右)。在該結(jié)構(gòu)中，S2-和Zn2的配位數(shù)為4，配位多面體為四面體。四面體以相同的角度連接。從圖中可以看出，由SZn4四面體(ZnS4四面體相同)形成的四面體基本層垂直于111方向。由于S2-和Zn2都是配位四面體，閃鋅礦只在一個配位多面體結(jié)構(gòu)中表達(dá)(硫和鋅以相同的方式互換)。如果閃鋅礦結(jié)構(gòu)中的鋅和硫變成碳，該結(jié)構(gòu)變成金剛石結(jié)構(gòu)(Fd3m)。具有閃鋅

6、礦結(jié)構(gòu)、7金剛石結(jié)構(gòu)、等軸晶系、空間群Fd3m。建立向心結(jié)構(gòu)。在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中，碳原子分布在頂角和面心，以及另一半金剛石的晶體結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是碳的一半是立方體，緊密堆積(藍(lán)色球)，另一半交替填充在四面體的孔中(紅色球)。該晶體是典型的原子晶體，每個碳原子與sp3雜化軌道中的四個碳原子形成強(qiáng)共價鍵。鍵長為0.155納米，鍵角為109 2816，即碳的配位數(shù)為4，配位多面體為四面體。碳-碳配位四面體連接在三維空間的頂部，形成最強(qiáng)的晶體結(jié)構(gòu)。如果鉆石單元沿著L3直立，鉆石似乎顯示分層結(jié)構(gòu)特征。雖然不是很典型，但鉆石確實(shí)有平行于111的中等解理。由于碳碳鍵的鍵能很高(347 kJ/mo)，價電子都參

7、與了共價鍵的形成，所以晶體中沒有自由電子，所以金剛石是自然界中最硬的固體，熔點(diǎn)高達(dá)3550。比較金剛石和其他結(jié)構(gòu)材料，8鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群：Pm3m，垂直形心結(jié)構(gòu)。頂點(diǎn)，面心，體心。TiO _ 6八面體連接在角的頂部，鈣填充在它們之間的間隙中，鈣是12倍配位的。5)具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，更重要的是，具有鈣鈦礦衍生物結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，例如鈦酸鉛，(1)鉛-氧鍵長度不相等。中間四個是2.80埃，下面四個是2.51埃，上面四個是3.24埃。(2)鈦不在二氧化鈦八面體的中心。上述兩個原因?qū)е戮w對稱性的降低，從原來的立方原晶格到四方原晶格?？臻g組pm3m p4mm。因此，晶體具有極性(有極軸)，這是其鐵電性

8、的最根本原因。(尖晶石)、AB2O4(鎂鋁酸鹽)空間群Fd3m。建立向心結(jié)構(gòu)。8尖晶石結(jié)構(gòu)，mg :8 A : 0 . 50 . 5 al :16d 3360 0.125 0.125 0.125 o 3360 32e 3360 0.264 0.264 0.264，在該結(jié)構(gòu)中，O2-是最接近立方體的填料，陽離子A(二價)占據(jù)1/8四面體空間。陽離子B(三價)占據(jù)1/2八面體空間，形成BO6八面體，并且BO6八面體也分層分布。每隔一段時間，一個層的所有八面體都被占據(jù)，并且一個層的八面體的一半被占據(jù)，并且后者與AO4四面體在同一層。在111方向上，由BO6八面體和AO4四面體以及BO6八面體組成的層

9、交替排列以形成尖晶石結(jié)構(gòu)。尖晶石的通式是a2 B3 2o4，這意味著二價陽離子a占據(jù)晶胞的四面體空間，三價陽離子b占據(jù)八面體空間，這被稱為尖晶石結(jié)構(gòu)，代表尖晶石(鎂鋁尖晶石)。當(dāng)結(jié)構(gòu)中的四面體空位被B3占據(jù)，而八面體空位被B3和A2占據(jù)一半時，即當(dāng)分子式為B3 (A2 B3 ) 2O4時，該結(jié)構(gòu)被稱為反尖晶石結(jié)構(gòu)，其代表磁鐵礦(Fe3 (Fe2 Fe3 ) 2O4)。當(dāng)結(jié)構(gòu)中的四面體和八面體孔隙被A2和B3占據(jù)時，稱為混合尖晶石結(jié)構(gòu)，這意味著晶相是鐵(鐵，鎂)3O4。一些具有尖晶石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)、鋰錳酸鋰鋰電池材料、9層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)、四面體層(T)和八面體層(O) T層Si04在三個角形成六邊形網(wǎng)

10、絡(luò)層，第四個角頂部(活性氧)面向同一個方向；六角網(wǎng)的中心有一個羥基，與活性氧的高度相同。半徑為1.3A、1.3A、1.3A、1.3A和1.3A的兩個T層中的活性氧彼此面對并以一定距離緊密堆積。陽離子填充八面體孔隙形成氧層。或者：一邊是頂點(diǎn)氧和T層的羥基，另一邊是一層羥基。38-八面體結(jié)構(gòu)和28-八面體結(jié)構(gòu)當(dāng)每個六邊形網(wǎng)格下的三個八面體空隙(總共6價)被三個(二價)陽離子填充時，整個結(jié)構(gòu)被稱為38-八面體結(jié)構(gòu)。當(dāng)三個八面體空隙被兩個(三價)陽離子填充時，這種結(jié)構(gòu)稱為八面體結(jié)構(gòu)。具有八面體結(jié)構(gòu)的O層、每個配位離子由三個八面體共享，并且每個八面體陽離子被指定為-1/3價，并且六個的總和是-2價。因此

11、，每個八面體外觀只能是二價的。每個配位離子由兩個八面體共享，每個八面體有-1/2價電荷和六個全3價電荷，所以八面體陽離子是三價的。二八面體結(jié)構(gòu)的O層、結(jié)構(gòu)單元層以及基本類型的T層和O層的不同堆積方式構(gòu)成層狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)單元層：11型(TO型):1個T層和1個O層，代表高嶺石。2: 1型(TOT型):兩層t夾一層o，表明礦物是滑石。層間域結(jié)構(gòu)的單位層之間的空間稱為層間域。夾層域可以完全是空的，也可以被其他物質(zhì)填充，如離子、分子、水和有機(jī)物。滑石結(jié)構(gòu)、云母結(jié)構(gòu)、高嶺石八面體陽離子在每層中占據(jù)相同的位置。7.17-7.20、0.00、0.65、2.22、3.37、4.30、7.17。根據(jù)實(shí)際離子半徑

12、，1:1層結(jié)構(gòu)，7.17-7.20a，實(shí)際高嶺石的層間疇沒有間隙。八面體表面離子分布：四面體片層之間的表面離子分布，高嶺土的實(shí)際片狀顆粒為2寬，0.1-0.2 m厚。注意上層和下層的離子分布和特性。蒙脫石族，15a蒙脫石，攜帶大量水分子的Ca2，15A，5.5-6A，攜帶大量水分子的Ca2，層電荷的來源，(1)來自四面體片的鋁硅取代。此時，它接近平衡電荷的層間陽離子，稱為“近電荷”。(2)八面體片劑中的鎂鋁替代物。這時，平衡電荷層之間的陽離子距離很遠(yuǎn)，這叫做“遠(yuǎn)電”。寫Xo，層電荷的分布，在單位單元所示的范圍內(nèi)，每一側(cè)只有-0.33價電荷。每個襯底上氧所攜帶的平均電荷約為-0.055價。天然蒙脫石的夾層主要是Ca2。為了達(dá)到電荷平衡，一個Ca