典型晶体结构类型

刚玉型：α-Fe2O3、Cr2O3、Ti2O3、V2O3、FeTiO3、 LiNbO3
（四）ABO3型结构
—— CaTiO3（钙钛矿）型结构
CaTiO3（钙钛矿）型：PbTiO3、BaTiO3……
在理想对称的ABO3型结构中，三种离子半径 有如下关系：
rA rO 2 rB rO
三价阳离子B一半填充四面体空隙，另一半填充在
八面体空隙中称为反尖晶石。
▲ A、B位置的分布由晶体场理论的八面体择位能决定。
重 点
▲▲ 金刚石、CsCl型、NaCl型、CaF2型、 CaTiO3型 ▲ 尖晶石型、金红石型、刚玉型
金属晶体是面心立方、体心立方和密排六方
三种晶体。
常见金属晶体的晶胞结构
（a）面心立方 （A1型）
（b）体心立方 （A2型）
（c）密排六方 （A3型）
有些金属由于其键的性质发生变化， 常含有一定成分的共价键，会呈现一些不 常见的结构。锡是A4型结构（与金刚石相 似），锑是A7型结构等。
二、非金属单质的晶体结构
2、CsCl型结构
CsCl型：CsBr、CsI、TlCl、NH4Cl……
3、β-ZnS（闪锌矿）型结构
闪锌矿晶体结构 闪锌矿型：β-SiC， Be、Cd、Hg等的硫化物、硒化物 和碲化物，CuCl 等
4、α-ZnS（纤锌矿）型结构
纤锌矿型：BeO、ZnO、AlN、CdS、GaAs等
闪锌矿与纤锌矿的结构区别：
NaCl 晶胞图
NaCl型：MgO、CaO、SrO、BaO、MnO、FeO、
CoO、NiO等
方解石晶体结构
CaCO3
变形的NaCl结构形式
Ca2＋的配位数为6
晶胞常数 a0
理论密度 D0
a0 2r r
D0 nM / N a
3 0
例： MgO具有NaCl结构。根据O2－半径为0.140nm 和Mg2＋半径为0.072nm，计算球状离子所占据的体 积分数和MgO的密度。画出MgO在（111）/（110）/ （100）晶面上的离子排布图，计算每个晶面上离子 排列的面密度，并指出四面体和八面体空隙的位子。
实际晶体的测定发现：
rA rO t 2 rB rO
t为容差因子，其值为0.77～1.10范围时，钙钛矿型
结构都稳定。
（五）AB2O4型结构
—— MgAl2O4（尖晶石）型结构
正尖晶石：二价阳离子A填充于四面体空隙，
三价阳离子B填充于八面体空隙的叫正尖晶石。
反尖晶石：二价阳离子A填充于八面体空隙，
非金属元素单质晶体的结构基元：第IV族元素
典型非金属元素晶体结构
（1）金刚石结构
金刚石结构：Si、Ge、灰锡α-Sn、人工合成的立方氮化硼BN……
（2）石墨结构
石墨型结构：人工合成的六方氮化硼BN……
三、无机化合物晶体结构（离子晶体）
根据数量关系（化学式）：
AX型、 AX2型、 A2X3型、 ABO3型、 ABO4型、AB2O4型 根据密堆积形式： 面心立方紧密堆积 六方紧密堆积 常用分析方法： 坐标系法、密堆积法和多面体配置法
非金属元素单质晶体的结构基元：第VI族元素
对于第V族元素：
每个原子周围共价单键个数为：8－5=3 其晶体结构是：原子之间首先共价结合形成 无限层状单元，层状单元之间借助范德华力结合 形成晶体
非金属元素单质晶体的结构基元：第V族元素
对于第IV族元素：
每个原子周围共价单键个数为：8－4=4 其中：C、Si、Ge皆为金刚石结构，由四面体 以共顶方式共价结合形成三维空间结构。
第二章 晶体结构与晶体 中的缺陷

典型结构类型
硅酸盐晶体结构 晶体结构缺陷
第一节 典型结构类型

金属单质晶体结构 非金属单质晶体结构

无机化合物晶体结构
一、金属单质晶体结构
同种元素组成的晶体称为单质晶体。 典型金属的晶体结构是最简单的晶体结 构。由于金属键的性质，使典型金属的晶体 具有高对称性，高密度的特点。常见的典型
[ZnS4]四面体层的配置情况不同
（二）AX2型结构
主要有萤石（CaF2）型、金红石（TiO2）型、 CdI2（碘化镉）型等
1、 CaF2 （萤石）型结构
萤石型晶体结构中多面体连接方式
萤石型（RO2）： ZrO2、ThO2、CeO2、VO2、BaF2等 反萤石型（R2O）： Li2O、Na2O、K2O…….
1、惰性气体元素的晶体
惰性气体以单原子分子形式存在，在低温 下形成的晶体为A1（面心立方）型或A3（六方 密堆）型结构。
2、非金属元素的晶体结构
—— 分子晶体 休谟-偌瑟瑞（Hume-Rothery）规则: 如果某非金属元素的原子能以单键与其它原子 共价结合形成单质晶体，则每个原子周围共价单键 的数目为8减去元素所在周期表的族数（m），即 共价单键数目为8－m，亦称为ห้องสมุดไป่ตู้－m规则。
分析离子晶体结构的方法：
1、确定阴离子的堆积方式，明确阴离子的位置 （坐标）和四、八面体空隙的位置。 2、根据 r＋/r－ 值，确定阳离子配位数CN。 3、单位晶胞的分子数 4、阳离子在四、八面体空隙中的填充情况。 5、配位多面体之间的关系。
（一）AX型结构
主要有CsCl型、NaCl型、ZnS型、NiAs型等 1、NaCl型结构
2、TiO2（金红石）型结构
TiO2（金红石）型：GeO2、SnO2、PbO、MnO2……
3、CdI2（碘化镉）型结构
CdI2型：Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaI2、MgI2……
（三）A2X3型结构
——α-Al2O3（刚玉）型结构
α-Al2O3结构中，O－Al 排列次序：
OAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEOBAlFOAAlD
对于第VII族元素:
每个原子周围共价单键的个数为：8－7=1
因此，其晶体结构是：两个原子先以单键共
价结合成双原子分子，双原子分子之间再通过范
德华力结合形成分子晶体，
对于第VI族元素：
每个原子周围共价单键个数为：8－6=2 其晶体结构是：共价结合的无限链状分子 或有限环状分子，链或环之间由通过范德华力 结合形成晶体