晶体的典型结构类型.
晶体的五种类型
晶体的五种类型
晶体是固体物质中最基本的结构单位，是由原子、离子或分子组
成的有序三维排列结构，通常会表现出明显的对称性和周期性，具有
独特的物理、化学和光学性质。晶体具有非常重要的应用价值，在化学、物理、地学、材料科学等领域都有广泛的应用。本文将介绍晶体
的五种类型，分别为离子晶体、共价分子晶体、金属晶体、非金属共
价晶体和离子共价晶体。
一、离子晶体
离子晶体是由正、负离子按确定的方式排列而成的固体。离子晶
体的原子、离子之间的相互作用力是电吸引力，形成的结构呈离子晶
体的晶格。离子晶体往往是高熔点、高硬度的固体，具有良好的导电、导热性能和高抗化学侵蚀性。例如，氯化钠（NaCl）、氧化镁（MgO）
等都是典型的离子晶体。
二、共价分子晶体
共价分子晶体是由分子间的共价键组成的晶体，具有明显的分子性，分子间的弱分子力重叠性质使其具有低熔点、低硬度的特点。与
大多数离子晶体不同，共价分子晶体通常在常温下都是不导电的。典型的共价分子晶体有二氧化硅（SiO2）、石墨（C）等。
三、金属晶体
金属晶体是由金属原子组成的固体。由于金属原子之间相互较大的共价键跨越整个晶体结构，因此，金属晶体之间的相互作用力基本为金属键。金属晶体的导电性能非常好，同时也具有优异的导热性能和良好的塑性变形性能。金属晶体也不易破坏，不易受光化反应的影响。铜、铁、铝等常见金属都是典型的金属晶体。
四、非金属共价晶体
非金属共价晶体除了不同于金属晶体的结论中核心原子种类不同外，其它的与金属晶体相似。非金属元素间共同构成的共价键及离子间结构在化学中有着广泛的应用。如硫化氢(H2S)、氨气(NH3)和水(H2O)等分子晶体都属于非金属共价晶体。
13几种常见的晶体结构
(以基矢为单位）,
则晶向就用 l1l2l3 来标志。
按照上述方法确定的简立方晶格的晶向如图所示，
332
点群符号： D6h
空间群符号：
D
4 6h
P63 / mmc
hcp理想的密排比是：ac 1.633
最近邻12，但 6个近邻稍近一点，6个稍远。
具有hcp结构的元素晶体有：Be,Mg,Sc,Y,Ti,Zr,Zn,Cd
和大多数稀土金属Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu
A4：金刚石结构（Diamond)
几种立方晶系晶体结构的表示
晶体 点阵类型
Cu,Al, Au,Ag
fcc
点群类型 空间群
其他符号
Oh
Oh5
Fm3m
A1
NaCl,MgO 金刚石型 闪锌矿 Si,Ge, 立方ZnS
fcc
fBiblioteka Baiduc
fcc
Oh
Oh5
Fm3m
B1
Oh
Oh7 Fd3m
A4
Td
Td 2 F
43m
B3
二. 晶向、晶面和它们的标志： 晶体的一个基本特点 是各向异性，沿晶格的不同方向晶体的性质不同，因 此有必要识别和标志晶格中的不同方向。
典型的晶体结构
典型的晶体结构
晶体是由具有规则排列的原子、分子或离子组成的固体。晶体结构是指晶体中各个原子、分子或离子的排列方式和周期性的空间堆积规律。钠氯化物晶体是一种典型的离子晶体，其晶体结构由钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）组成。
钠氯化物晶体结构属于立方晶系，具体来说是面心立方晶系。在立方晶系中，晶胞由于具有三个相等的边长和90度的内角，因此钠氯化物晶体结构的晶胞形状是一个立方体。
在钠氯化物晶体结构中，每个钠离子都被六个氯离子包围，而每个氯离子也被六个钠离子包围。这种排列方式使得钠氯化物晶体呈现出高度的对称性和周期性。在晶体结构中，钠离子和氯离子的排列方式是相互平衡的，以使得整个晶体结构达到最低能量状态。
钠氯化物晶体中的钠离子和氯离子之间通过离子键相互吸引。离子键是一种强大的化学键，它是由正负电荷之间的电静力吸引力所形成的。钠离子和氯离子之间的离子键使得钠氯化物晶体具有高熔点、脆性和良好的导电性。
钠氯化物晶体结构的周期性排列使得其具有许多重要的性质和应用。由于其高熔点和稳定性，钠氯化物被广泛应用于熔盐堆核能反应堆的燃料。此外，钠氯化物晶体也广泛用于制备其他化合物和合金，
以及用作化学试剂和催化剂。
钠氯化物晶体结构是一种典型的离子晶体结构，具有高度的对称性和周期性排列。其晶胞形状为立方体，钠离子和氯离子通过离子键相互吸引并形成稳定的晶体结构。钠氯化物晶体结构不仅具有重要的化学性质和物理性质，还有广泛的应用领域。
7第六章晶体的典型结构类型
源自文库
CI－
Na+ NaCl结构〔NaCl6〕八面体的连接方式
结点的坐标为： 4 CI— ：000，1/2 1/2 0 ，1/2 0 1/2 ，0 1/2 1/2 4 Na+ ：1/2 1/2 1/2，00 1/2 ，0 1/2 0 ，1/2 0 0 （5）立方面心格子CI－、 Na+各一套 （6）同结构晶体有：MgO、CaO、SrO、BaO、FeO、CoO
与金刚石结构相同的有：
硅、锗、灰锡（α-Sn）
合成的立方氮化硼（CBN）等。
金刚石晶体结构
常林钻石 158克拉
课下练习
• 请用坐标法标出金刚石结构中所有 碳原子的位置。
• 查资料，画出立方氮化硼具体的晶 体结构。
• 总结超硬材料晶体结构特征。
2.石墨结构
化学式：C
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晶体结构：六方晶系（2H），L66L27PC a＝ 0.246nm ， c＝0.670nm 三方晶系（3R），L33L23PC， c＝1.004nm
键性： 复合层与复合层之间为范德华力，层状结构层
内Cd－I为具有离子键的共价键，键力较强。
属于碘化镉型结构的晶体：
Ca（OH）2；Mg（OH）2；CdI2；MgI2
晶体类型分类
晶体类型分类
晶体是由原子、分子或离子按照一定的规律排列而成的固体物质。晶体的结构和性质与其晶体类型密切相关。晶体类型是根据晶体的结构特征进行分类的，下面将介绍几种常见的晶体类型。
1. 离子晶体
离子晶体是由阳离子和阴离子按照一定的比例排列而成的晶体。离子晶体的结构特点是离子之间的相互作用力很强，通常是离子键。离子晶体的典型代表是氯化钠晶体。
2. 共价晶体
共价晶体是由原子之间共用电子形成的晶体。共价晶体的结构特点是原子之间的相互作用力很强，通常是共价键。共价晶体的典型代表是金刚石晶体。
3. 分子晶体
分子晶体是由分子按照一定的规律排列而成的晶体。分子晶体的结构特点是分子之间的相互作用力比较弱，通常是范德华力。分子晶体的
典型代表是冰晶体。
4. 金属晶体
金属晶体是由金属原子按照一定的规律排列而成的晶体。金属晶体的结构特点是金属原子之间的相互作用力很强，通常是金属键。金属晶体的典型代表是铁晶体。
5. 网状晶体
网状晶体是由多种原子或离子按照一定的规律排列而成的晶体。网状晶体的结构特点是原子或离子之间的相互作用力很强，通常是共价键或离子键。网状晶体的典型代表是硅晶体。
以上是几种常见的晶体类型，不同类型的晶体具有不同的结构特征和性质。对于材料科学和化学等领域的研究，了解晶体类型的分类是非常重要的。
6种典型离子晶体结构
6种典型离子晶体结构
一、正方晶系：NaCl型
正方晶系是最简单的晶体结构之一，其代表性的离子晶体结构是NaCl型。NaCl型晶体由阳离子和阴离子组成，阳离子居于晶格点的立方中心，阴离子则占据立方体的顶点。这种排列方式使得阳离子和阴离子之间的距离相等且相邻离子的电荷相反。NaCl型晶体具有高度的离子性，具有良好的热稳定性和电绝缘性能，常见的NaCl型晶体有氯化钠(NaCl)、氟化钠(NaF)等。
二、六方晶系：CsCl型
六方晶系中的CsCl型晶体结构是由一个简单的离子晶体组成，其中一个离子位于晶格点的中心，而另一个离子则位于晶格点的顶点。CsCl型晶体具有高度的离子性和坚硬性，常见的CsCl型晶体有氯化铯(CsCl)、溴化铯(CsBr)等。
三、正交晶系：CaF2型
正交晶系中的CaF2型晶体结构由一个阳离子和两个阴离子构成，阳离子位于晶格点的中心，而两个阴离子则位于晶格点的顶点。CaF2型晶体具有高度的离子性和硬度，常见的CaF2型晶体有氟化钙(CaF2)、氧化锶(SrO)等。
四、斜方晶系：RbBr型
斜方晶系中的RbBr型晶体结构由一个阳离子和一个阴离子构成，阳
离子位于晶格点的中心，而阴离子则位于晶格点的顶点。RbBr型晶体具有较高的离子性和热稳定性，常见的RbBr型晶体有溴化铷(RbBr)、碘化铷(RbI)等。
五、菱方晶系：ZnS型
菱方晶系中的ZnS型晶体结构由一个阳离子和一个阴离子构成，阳离子位于晶格点的中心，而阴离子则位于晶格点的顶点。ZnS型晶体具有较高的离子性和硬度，常见的ZnS型晶体有硫化锌(ZnS)、硫化铜(Cu2S)等。
晶体结构与常见晶体结构类型
晶体结构的发展趋势
高温高压实验技术
随着高温高压实验技术的不断发 展，人们可以研究更多极端条件 下的晶体结构。
计算材料科学
随着计算能力的提高，计算材料 科学在预测和设计晶体结构方面 将发挥越来越重要的作用。
功能材料研究
随着科技的发展，对功能材料的 需求越来越大，对具有特定性能 的晶体结构的研究将更加深入。
宝石材料
宝石的美丽和价值很大程度上取决于其独特的晶体结构。 例如，钻石具有面心立方晶体结构，导致其具有极高的硬 度和光学各向异性。
通过了解宝石的晶体结构，可以鉴定宝石的真伪、优化加 工工艺和提高宝石的质量。此外，某些宝石的特殊晶体结 构还使其具有压电、热电等特殊性质，具有实际应用价值 。
04
晶体结构的特性
03
晶体结构的应用
金属材料
金属材料中，晶体结构对其物理和化学性质起着决定性的作用。例如，纯铁在常温下具有体心立方晶 体结构，表现出较低的强度和硬度。通过改变晶体结构，如通过合金化或冷加工，可以显著提高金属 材料的强度和硬度。
金属材料的晶体结构还决定了它们的磁性、导电性和热导率等性质。例如，铜具有面心立方晶体结构 ，表现出良好的导电性，而铁的体心立方结构使其具有高磁导率。
具有不同稳定性的晶体结构在材料科学、工程技术和日常生活中有广泛的应用，例如金属 、陶瓷、宝石和半导体等。
晶体结构的物理性质
常见九种典型的晶体结构
▪ 值得指出的是，部分元素的单质可以在不同条件下 形成不同的结构，或者可以有不同的结构状态共存。
▪ 如单质铁：
▪ α-铁（Iron-alpha） ---（奥氏体） --立方体心 ▪ γ-铁（Iron-gama） --（马氏体）--立方面心 ▪ ε-铁（Iron- Epsilon） --六方结构
2 氯化铯(CsCl)结构
如果金刚石晶胞沿一个L3立起来，金刚石似乎显示出层状结 构特征，虽然不是很特征，但金刚石的确平行{111}存在中等 解理。
由于C-C键的键能大（347 kJ/mo），价电子都参与了共价 键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中 最坚硬的固体，熔点高达3550 ℃。
金刚石及其等结构物质比较
在单位晶胞中，阳离子分布在8个角顶，阴离子分 布中由上下各3个阳离子构成的正三方柱中，并间 隔地在上半部的中心和下半部的中心。
因此，该结构也可以理解为：阴离子做六方最紧密 堆积，阳离子填充在间隔一层的全部八面体空隙中。
具有该种结构的物质主要有： VCl2, PbI2, GeI2, PtO2, ToBr2, RhTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2, SnS2, MnI2, NiTe2, PdTe2, PtS2, CdI2, MgI2, CaI2, CoBr2, FeBr2, FeI2, ZrS2, ZrSe2, MnBr2等。
单质半导体的晶体结构类型
单质半导体的晶体结构类型
单质半导体是一种晶体结构特殊的材料，其内部原子的排列方式对其电子传导性能和光学特性起着关键作用。在本文中，我们将详细介绍四种常见的单质半导体晶体结构类型，分别是钻石结构、锌矿石结构、立方密堆和六方密堆。每种晶体结构类型都具有不同的原子排列方式和特性。一、钻石结构
钻石结构是碳（C）和硅（Si）等元素常见的晶体结构类型。它是一种简单的立方紧密堆积的结构，其中每个原子都有四个近邻原子。这种结构是通过每个原子与其近邻原子共享四个电子对来形成的，这种共价键的形成使得钻石结构中的原子具有很高的稳定性。
由于共价键的强度，钻石结构半导体具有很高的结构稳定性和硬度。此外，由于共价键的存在，这种结构具有较大的禁带宽度，使其在常温下几乎没有自由电子可以导电，从而表现出非常高的电阻率。然而，一旦传入合适的能量（例如通过热激活或光激发），共价键会被破坏，产生自由电子和空穴，从而导致半导体材料表现出半导体特性。
二、锌矿石结构
锌矿石结构是一种典型的离子晶体结构类型，常见于化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）和碲化汞（HgTe）。在锌矿石结构中，阳离子（通常是金属离子）位于立方晶胞的顶点和中心位置，而阴离子则位于晶胞的八面体和四面体孔中。
锌矿石结构的特点是具有大的禁带宽度和较高的熔点，而且这种结构在高温下也十分稳定。由于离子键的形成，锌矿石结构的半导体材料通常
具有较高的移动性和载流子浓度，以及较小的自由电子和空穴有效质量。
因此，锌矿石结构材料的电导率通常比钻石结构材料高。
三、立方密堆
立方密堆是一种属于密堆结构类型的晶体结构，常见于金属半导体材料，如铜（Cu）。在立方密堆中，每个原子都有12个近邻原子，其中六
典型晶体结构类型
典型晶体结构类型
晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。根据晶体中化学键和原子排列的性质，可以将晶体结构分为许多不同的类型。下面将介绍一些典型的晶体结构类型。
1.离子晶体结构:
离子晶体是由离子通过静电力相互作用形成的晶体。其中，阳离子和阴离子通过离子键连接。离子晶体的典型例子包括氯化钠(NaCl)和氧化铝(Al2O3)。在这些晶体中，正离子在晶体中形成一个晶格，负离子在晶体中形成另一个晶格。离子晶体结构稳定，具有高熔点和良好的电导性。
2.共价晶体结构:
共价晶体是由共价键连接的原子或分子形成的晶体。在共价晶体中，原子通过共用电子形成稳定的化学键。典型的共价晶体结构包括金刚石、石英和硅晶体。这些晶体具有高硬度、高熔点和良好的热导性。
3.金属晶体结构:
金属晶体是由金属元素形成的晶体。金属晶体的特点是原子间有大量自由电子可以运动，因此具有良好的导电性和导热性。金属晶体结构可以分为紧密堆积结构和体心立方结构。紧密堆积结构中，原子排列紧密，如铜和铝。体心立方结构中，原子在晶格的每个球站的中心和每个面心站位的中心分别占据一个位置，如铁和钨。
4.分子晶体结构:
分子晶体是由分子通过范德华力连接形成的晶体。在分子晶体中，分子通过互相排列并通过弱范德华力相互作用形成3D晶体结构。分子晶体具有较低的熔点和较弱的化学键。典型的分子晶体包括蓝绿宝石和冰。
5.共价网络晶体结构:
共价网络晶体是由每个原子通过共价键连接形成的大的晶体结构。共价网络晶体具有非常高的熔点和硬度。典型的共价网络晶体包括石墨和二硫化碳。
晶体结构和类型
式中：
R0
n
R0—正负离子核间距离， Z1，Z2 —分别为正负离子电荷的绝对值， A —Madelung常数,与晶体类型有关，
n —Born指数,与离子电子层结构类型有关。
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A的取值： CsCl型 A=1.763 NaCl型 A=1.748 ZnS型 A=1.638
n的取值：
离 子 电 子 He 层构型
熔点/℃ 405 714 782 876 962
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§10.4 分子晶体
10.4.1 分子的偶极矩和极化率 10.4.2 分子间的吸引作用 10.4.3 氢键
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10.4.1 分子的偶极矩和极化率
1.分子的偶极矩(μ)：用于定量地表示极性
ql
分子的极性大小。
r/pm 97
99
96
95
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2.离子极化力(f ) 一般规律：
①离子半径 r ：r 小者，极化力大。 ②离子电荷：电荷多者，极化力大。 ③离子的外层电子构型：
f ：(18+2)e-,18e- > 9－17e- >8e当正负离子混合在一起时，着重考虑
正离子的极化力，负离子的极化率，但是 18e构型的正离子(Ag+, Cd2+ 等)也要考虑其 变形性。
化学中四种典型晶体的判断
化学中四种典型晶体的判断
在化学中，晶体是一种具有高度有序排列的结构，其中原子、分子或离子按照特定的规律排列成固体。常见的晶体有四种类型，分别为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。如何判断这四种晶体的类型呢？
一、离子晶体
离子晶体的特点是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成。在晶体中，阳离子和阴离子的比例是固定的，且通常具有高熔点和硬度。判断离子晶体的方法是观察其化学组成：如果晶体中含有金属和非金属元素，一般可以判断为离子晶体。
二、共价晶体
共价晶体的特点是共用电子对将原子或分子结合在一起。在共价晶体中，原子或分子的排列方式受到共用电子对的影响，具有高熔点和硬度。判断共价晶体的方法是观察其化学键类型：如果晶体中含有共价键，一般可以判断为共价晶体。
三、分子晶体
分子晶体的特点是由分子通过范德华力或氢键结合而成。在晶体中，分子的排列方式是无序的，通常具有较低的熔点和硬度。判断分子晶体的方法是观察其分子结构：如果晶体中含有分子，一般可以判断为分子晶体。
四、金属晶体
金属晶体的特点是由金属离子通过金属键结合而成。在晶体中，
金属离子的排列方式是无序的，通常具有高电导率和良好的延展性。判断金属晶体的方法是观察其化学组成：如果晶体中含有金属元素，一般可以判断为金属晶体。
总之，四种典型晶体的类型可以通过观察其化学组成、化学键类型和分子结构来进行判断。熟练掌握这些方法，可以更好地理解和应用化学知识。
晶体的典型结构类型
子成
六方环状排列
，每
个碳原子与三
个相
邻的碳原子之
间的
距离为0.142n
m，
层与层之间的
距离
为0.335nm
石墨的多型
键型：层内为共价键，层间为分子键 性质：碳原子有一个电子可以在层内移动，平行于层的方向
具有良好的导电性。石墨的硬度低，熔点高，导电性 好。
石墨与金刚石属同质多像变体。
--- Na+ 离子位于面心格子的结点位置上， CI— 位于另一套这样的格子上，后一个格子与 子相距1/2晶棱的位移。
CI－
Na+ NaCl结构〔NaCl6〕八面体的连接方式
结点的坐标为：
0 1/2
4 CI— ： 000， 1/2 1/2 0 ， 1/2 ， 0 1/2 1/2
4 Na+ ： 1/2 1/2 1/2 ，00 1/2 ， 0 1/2 0 ， 1/2 0 0
铬铝桃红：
〔ZnO、（Al、Cr）2O3〕 合成温度：1200 ℃
《陶瓷釉料》—杜海清
感谢下 载
2.4 氯化铯型结构
晶体化学：Cs Cl 晶体结构：立方晶系，a＝0.411nm
Z＝1 空间格子：Cs Cl是原始格子
Cl－离子处于立方 原始格子的八个 角顶上，Cs＋离子 位于立方体的中 心（立方体空隙） CN＋＝CN－＝8， 单位晶胞中有一个 Cl－和一个Cs＋
常见典型晶体晶胞结构
典型晶体晶胞结构1.原子晶体
(金刚石)
2.分子晶体
3.离子晶体
Na＋
Cl－
4.金属晶体
堆积模型简单立方钾型镁型铜型
典型代表Po Na K Fe Mg Zn Ti Cu Ag Au 配位数 6 8 12 12
晶胞
5.混合型晶体——石墨
1.元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式
是，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H n WCl3，反应的化
学方程式为。
N表示阿伏加德罗常2.（2011山东高考）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3，
A
数，则CaO晶胞体积为cm3。
2.（2011新课标全国）六方氮化硼BN在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶苞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N A）。
解析：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳
原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝
8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N 和4个B 原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N 和4个B 原子，其质量是
g 2510
02.64
23
⨯⨯是，立方体的体积是(361.5cm)3，因此立方氮化硼的密度是 g·cm -3。
3.（4）元素金（Au ）处于周期表中的第六周期，与Cu 同族，Au 原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu 原子处于面心，Au 原子处于顶点位置，则该合金中Cu 原子与Au 原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；
常见九种典型的晶体结构
在单位晶胞中，阳离子分布在8个角顶，阴离子分 布中由上下各3个阳离子构成的正三方柱中，并间 隔地在上半部的中心和下半部的中心。
因此，该结构也可以理解为：阴离子做六方最紧密 堆积，阳离子填充在间隔一层的全部八面体空隙中。
具有该种结构的物质主要有： VCl2, PbI2, GeI2, PtO2, ToBr2, RhTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2, SnS2, MnI2, NiTe2, PdTe2, PtS2, CdI2, MgI2, CaI2, CoBr2, FeBr2, FeI2, ZrS2, ZrSe2, MnBr2等。
8 钙钛矿结构
空间群：Pm3m，立方面心结构。
Ca-角顶，O-面心， Ti-体心。
[TiO6]八面体共角顶连接，Ca填充在其间的空隙 中，Ca为12次配位。
▪ 5) 具有钙钛矿结构的物质
SrTiO3 NaTaO3 CeVO3 CsZrO3 KCoF3
BaTiO3 NaWO3 CaSnO3 CsPbO3 KZnF3
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）。
具有闪锌矿型结构的物质
物质类型 氯化物 碳化物 氮化物
磷化物
硫化物
氧化物 砷化物 硒化物 蹄化物
物质名称
氯化铜(CuCl) 碳化硅 (SiC) 氮化硼(BN) 磷化硅(SiP) 磷化铝(AlP) 硫化镉(CdS) 毒砂 (HgS) 氧化镉(CdO) 砷化镓(GaAs) 硒化汞(HgSe) 蹄化铝(AlSb)
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1/2 的四面体空隙
结构投影图：（俯视图）用标高来表示，0－底面；
25－1/4；
50－1/2；
75－3/4。
（0－100；25－125；50－150是等效的）
• 配位数： CN＋＝CN－＝4；极性共价键， 配位型共价晶体。 • 配位多面体：〔ZnS4〕四面体，在空间以 共顶方式相连接 • 属于闪锌矿型结构晶体有： β－SiC；GaAs；AlP；InSb等。
石墨与金刚石属同质多像变体。
AX型晶体
NaCI型结构
矿物名称：石盐。
化学式为：NaCI
CI－
Na+
结构描述： （1）立方晶系，a＝0.563nm，Z＝4， 3L44L36L29PC （2）Na+ CI—离子键，NaCI为离子晶体. （3）CN+＝ CN ＝6 （4）--- CI—离子按立方最紧密堆积方式堆积， Na+离子充 填于全部八面体空隙。 --- Na+ 离子的配位数是6，构成Na--Cl八面体。NaCI 结构是由Na--Cl八面体以共棱的方式相连而成。 --- Na+ 离子位于面心格子的结点位置上，CI—离子也位 于另一套这样的格子上，后一个格子与前一个格子相距1/2晶棱 的位移。
矿物晶体典型结构类型
目录
• 第一节 结构的表征 • 第二节 结构类型 • 金刚石、石墨、石盐、氯化铯、 萤石、闪锌矿、石英
• 1、结构的表征
•
与晶体结构有关的因素有： 晶体化学组成， 晶体中质点的相对大小，极化性能。 并非所有化学组成不同的晶体，都有不同 的结构，化学组成不同的晶体，可以有相同的 结构类型。 而同一种化学组成，也可以出现不同的结 构类型。
类似的晶体：CsBr，CsI， NH4Cl等
氯化铯晶体结构
闪锌矿型结构
化 学 式：β－ZnS
晶体结构 立方晶系，a＝0.540nm；Z＝4，3Li44L36P
立方面心格子，S2－离子呈立方最紧密堆积，位于 空间格子 立方面心的结点位置，Zn2＋离子交错地分布于 1/8小立方体的中心，即1/2 的四面体空隙中。
键型：Zn、S为极性共价键
属纤锌矿型结构的晶体有： BeO；ZnO；AlN等。
纤锌矿晶体结构图
萤石型结构
化学式： CaF2
萤石晶体结构
晶体结构 立方晶系，a＝0.545nm，Z＝4，
3L44L36L29PC
空间格子： Ca2＋位于立方面心的结点位置 ，F－位于立方体内八个小立方体的中心，即 Ca2＋按立方紧密堆积的方式排列， F－充填 于全部四面体空隙中。 配位数： CN＋＝8；CN－＝4 多面体： 简单立方体 连接形式： 〔CaF8〕之间以共棱形式连接
思考题
• 在氯化钠晶体结构中有多少八面体空隙、 多少四面体空隙？如何计算？
氯化铯型结构
• 晶体化学：CsCl • 晶体结构：立方晶系，a＝0.411nm • Z＝ 1 • 空间格子：CsCl是原始格子
氯化铯晶体结构 大球为Cl‾；小球为Cs+
Cl－离子处于立方 原始格子的八个 角顶上，Cs＋离子 位于立方体的中 心（立方体空隙） CN＋＝CN－＝8， 单位晶胞中有一个 Cl－和一个Cs＋ 配位多面体：在空间以共面形 式连接。 离子坐标： Cl－ 000 Cs＋ 1/2 1/2 1/2 Cs＋离子 Cl－离子
-
CI－
Na+
NaCl结构〔NaCl6〕八面体的连接方式
结点的坐标为： 4 CI— ：000，1/2 1/2 0 ，1/2 0 1/2 ，0 1/2 （5）立方面心格子CI－、 Na+各一套 1/2
4 Na+ ：1/2 1/2 1/2，00 1/2 ，0 1/2 0 ，1/2 0 0
（6）同结构晶体有：MgO、CaO、SrO、BaO、FeO、CoO
•
•
描述晶体结构需表述下列内容：
（1）晶系
（2）对称类型
（3）组成部分及键型 （4）配位数CN （5）晶胞中结构单元数目及位置 （6）格子形式 Z=?
描述晶体结构的三种方法
1、坐标法 Cl－: 000,
Na+:
1 2 1 1 1 0, 2 2 2 1 1 2 2
0 ,0
1 2
1 2
1 2
1 2
00 , 00 ,0 0, 2、球体堆积法 3、配位多面体及其连接方式描述法
纤锌矿型结构
化学式： α－ZnS 晶体结构： 六方晶系；
a＝0.382nm；c＝0.625nm；Z＝2
质点坐标： S2－：0 0 0；2/3 1/3 1/2 Zn2＋：0 0 u ； 2/3 1/3 （u－1/2） 空间格子： S2－按六方紧密堆积排列 Zn2＋充填于1/2的四面体 空隙，形成六方格子。 配位数：CN＋＝CN－＝4 多面体：〔ZnS4〕四面体共顶连接
性质：
金刚石是硬度最大的矿物 具有半导体的性能和极好 的导电性。
Leabharlann Baidu与金刚石结构相同的有：
硅、锗、灰锡（α-Sn） 合成的立方氮化硼（CBN）等。
金刚石晶体结构
2.石墨结构
化学式：C
晶体结构：六方晶系（2H），L66L27PC
a＝ 0.246nm ， c＝0.670nm
三方晶系（3R），L33L23PC， c＝1.004nm 结构表现：C原子组成层状排列，
结构类型
(1)
金刚石晶体结构
化学式为：C
晶体结构为：立方晶系，a＝0.356nm，3L44L36L29PC
空间格子： C原子组成立方面心格子，C原子位于立方面 心的所有结点位置和交替分布在立方体内的四个小立方体 的中心。
金刚石结构
键型：
形成：
每个C原子周围有四个C， 碳原子之间形成共价键。
自然界、实验室
层内C原子成六方环状排列，每 个碳原子与三个相邻的碳原子 之间的距离为0.142nm，层与层 之间的距离为0.335nm。
石墨晶体结构
键型：层内为共价键，层间为分子键， 还有自由电子存在－金属键。 性质：碳原子有一个电子可以在层内移 动，平行于层的方向具有良好的导电性 。石墨的硬度低，熔点高，导电性好。
1 11 1 1 2 22 2 2
球体紧密堆积法
• 对于金属晶体和一些简单的离子晶体有用。
• 如氯化钠的晶体结构： Cl－离子按立方紧密堆积，Na+处于全部 的八面体空隙中。
配位多面体及其连接法
• 对结构比较复杂的晶体，用这种方 法。如对于硅酸盐的晶体结构常用。 • 而对于简单的晶体就不一定好用， 如氯化钠的晶体结构： • Na+离子的配位数是6，构成Na-Cl八 面体，NaCl结构就是由Na-Cl八面体以共 棱方式相连而成的。