常见九种典型的晶体结构
常见晶体结构
常见晶体结构
FCC和HCP ➢配位数是一样的 ➢间隙相对大小是一样的 ➢间隙数和原子数比是一样的 ➢堆垛密度（致密度）是一样的
0.155R<100>
常见晶体结构
三、常见晶体结构及其几何特征
4 常见晶体的堆垛方式 任何晶体都可以看成由任给的{hkl}原子面一层一层堆垛而成的。 主要讨论FCC和HCP的密排面的堆垛次序。
➢这里，“最邻近”是就同种元素的原子 相比较而言，而配位数则是一个原子周 围的各元素的最近邻原子数之和。 ➢ 配位数通常用 CN 表示。例如， CN 12 表示配位数为12。
体心立方结构 CN8常见晶 Nhomakorabea结构四 面 体 配 位4
立方 体配
位 8
常见晶体结构
八 面 体 配 位6
十 四 面 体 配 位 12
体中的原子看成是有一定直径的刚球，则紧密系 数可以用刚球所占空间的体积百分数来表示。
以一个晶胞为例，致密度就等于晶胞中原子所 占体积与晶胞体积之比 即： 致密度 ＝晶胞中原子所占体积之和/晶胞的体积。
=nv/V n: 晶胞原子数 v：每个原子所占的体积 V: 晶胞的体积
常见晶体结构
三、常见晶体结构及其几何特征
1 常见晶体结构 （1）体心立方结构 简写为BCC 例如：V Nb Ta Cr Mo W （2）面心立方结构 简写为FCC 例如：Al Cu Ag Au （3）密排六方结构 简写为HCP 例如：-Ti -Zr -Hf
常见晶体结构
2 几何特征 2.1 配位数 简写CN 一个原子周围最邻近的原子数 ➢ 纯元素金属 这些最邻近的原子到所论原子的距离是相等的 ➢ 多元素晶体 不同元素的最邻近原子到所论原子的距离不一定相等
高中化学常见晶体结构
高中化学常见晶体结构
高中化学常见晶体结构
1、六方晶系
六方晶系是最常见的晶体结构形式，它是比较复杂的立方晶系的一种特殊晶系结构。
它有六个面对称，每个晶体晶面都与等边三角型对称，比如金刚石的晶体结构。
2、立方晶系
立方晶系结构是一种具有八个面对称的晶体结构，每个晶体晶面都与等边正方形对称，比如氯化钠的晶体结构。
3、非六方晶系
非六方晶系是指其他晶体体系，如柱晶系、针晶系、釉晶系等，这些晶体的晶面并不都与等边三角形或等边正方形对称，比如电镀银的晶体结构。
- 1 -。
金属晶体的常见结构
金属晶体的常见结构
金属晶体的常见结构有以下几种：
1. 面心立方（FCC）结构：在这种结构中，金属原子分别位于正方形面的角点和中心，以及正方形面的中心。
每个原子都与12个邻近原子相接触，形成一个紧密堆积的结构。
典型的例子是铜、铝和金。
2. 体心立方（BCC）结构：在这种结构中，金属原子分别位于正方体的角点和正方体的中心。
每个原子都与8个邻近原子相接触，形成一个比较紧密的结构。
铁和钨是常见的具有BCC结构的金属。
3. 密排六方（HCP）结构：在这种结构中，金属原子以一定的方式排列，形成六边形的密排层，其中每个层的原子位于前一层原子的空隙上。
这些层之间存在垂直堆叠，形成一个紧密堆积的结构。
典型的例子是钛和锆。
除了以上三种常见的金属晶体结构外，还有其他特殊的结构，如体心立方密堆积（BCC HCP）和面心立方密堆积（FCC HCP）等。
这些不同的结构对于金属的性质和行为有着重要的影响。
1。
化学物质晶体结构表
化学物质晶体结构表
本文档提供了化学物质晶体的结构表，用于描述晶体的分子排
列和构成。
以下是一些典型的化学物质晶体结构：
1. NaCl（氯化钠）晶体结构：
- 结构类型：面心立方
- 分子组成：钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）以离子键形成晶
体
- 晶格常数：5.64 Å
- 值得注意的是，NaCl晶体中的钠和氯离子以六方密堆积的方
式排列。
2. Carbon（碳）晶体结构：
- 结构类型：钻石结构
- 分子组成：碳原子以共价键形成晶体
- 晶格常数：3.57 Å
- 钻石结构中的每个碳原子通过共价键与其他四个碳原子相连，形成六角形排列。
3. CuAlO2（氧化铜铝）晶体结构：
- 结构类型：螺旋结构
- 分子组成：铜离子（Cu2+）、铝离子（Al3+）和氧离子
（O2-）以离子键形成晶体
- 晶格常数：3.11 Å
- CuAlO2晶体中的铜、铝和氧离子以螺旋状的方式排列。
以上仅为一些典型的晶体结构示例，不同化学物质的晶体结构
还有很多种类。
本表仅提供了部分常见晶体结构的描述。
详细了解
特定化学物质晶体的结构，请参考相关研究文献或进行进一步研究。
请注意，本文档提供的信息是基于已有文献和研究成果，但并
不能保证其准确性。
如需准确的晶体结构数据，请参考可靠来源并
进行确认。
典型的晶体结构
典型的晶体结构1。
铁铁原子可形成两种体心立方晶胞晶体：910℃以下为α－Fe,高于1400℃时为δ－Fe.在这两种温度之间可形成γ－面心立方晶。
这三种晶体相中,只有γ－Fe能溶解少许C.问: 1．体心立方晶胞中的面的中心上的空隙是什么对称?如果外来粒子占用这个空隙，则外来粒子与宿主离子最大可能的半径比是多少？2．在体心立方晶胞中，如果某空隙的坐标为（0,a/2，a/4），它的对称性如何？占据该空隙的外来粒子与宿主离子的最大半径比为多少?3．假设在转化温度之下，这α－Fe和γ－F两种晶型的最相邻原子的距离是相等的，求γ铁与α铁在转化温度下的密度比.4．为什么只有γ－Fe才能溶解少许的C？在体心立方晶胞中，处于中心的原子与处于角上的原子是相接触的，角上的原子相互之间不接触。
a＝（4/3)r。
①②③1．两个立方晶胞中心相距为a,也等于2r＋2r h［如图①]，这里r h是空隙“X”的半径，a＝2r＋2r h＝（4/3）r r h/r＝0。
115(2分）面对角线(2a）比体心之间的距离要长，因此该空隙形状是一个缩短的八面体，称扭曲八面体。
（1分）2．已知体心上的两个原子(A和B)以及连接两个晶体底面的两个角上原子［图②中C和D］.连接顶部原子的线的中心到连接底部原子的线的中心的距离为a/2；在顶部原子下面的底部原子构成晶胞的一半.空隙“h”位于连线的一半处,这也是由对称性所要求的。
所以我们要考虑的直角三角形一个边长为a/2，另一边长为a/4［图③］,所以斜边为16/5a。
（1分) r＋r h＝16/5a＝3/5r r h/r＝0.291（2分）3．密度比＝42︰33＝1。
09（2分）4．C原子体积较大，不能填充在体心立方的任何空隙中,但可能填充在面心立方结构的八面体空隙中(r h/r＝0。
414）.(2分)2。
四氧化三铁科学研究表明,Fe3O4是由Fe2＋、Fe3＋、O2－通过离子键而组成的复杂离子晶体.O2－的重复排列方式如图b所示，该排列方式中存在着两种类型的由O2－围成的空隙，如1、3、6、7的O2－围成的空隙和3、6、7、8、9、12的O2－围成的空隙,前者为正四面体空隙,后者为正八面体空隙，Fe3O4中有一半的Fe3＋填充在正四面体空隙中,另一半Fe3＋和Fe2＋填充在正八面体空隙中，则Fe3 O4晶体中正四面体空隙数与O2－数之比为2：1，其中有12。
常见的晶体结构
晶胞分子数：Z=2；
晶胞中：2个八面体空隙 4个四面体空隙；
（2）质点坐标：
111 Ti : 000, 222
4
1 1 1 1 1 1 O : uuo, 1 u 1 u 0, u u , u u 2 2 2 2 2 2
1、金刚石结构
——立方晶系
（1）金刚石是面心立方格子
（2）碳原子位于立方体的8个
顶点，6个面心及立方体内4个
小立方体的中心。 （3）单位晶胞原子数：n＝8
（4）晶胞内各原子的空间坐标： 000， ½ ½ 0， ½ 0 ½ ， 0 ½ ½ ， ¼ ¼ ¾ ， ¼ ¾ ¼， ¾ ¼ ¼ ， ¾ ¾ ¾
体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离 子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差1/4 价”。
静电键强度
S=
正离子电荷数 Z ， 正离子配位数 n
Z Z Si i ni i i
则负离子电荷数
。
电价规则有两个用途： 其一，判断晶体是否稳定；
其二，判断共用一个顶点的多面体的数目。
离子半径、电中性、阴离子多面体之间的连接
1、NaCl型结构
（1）密堆积情况： Cl- 离子面心立方堆积； Na+离子填充八面体空隙；
——立方晶系
晶胞分子数：Z=4；
晶胞中：4个八面体空隙
8个四面体空隙；
Na+离子填充全部八面体空隙
（2）质点坐标：
11 1 1 11 Cl : 000 , 0, 0 ,0 22 2 2 22
连接（2个配位多面体共用一个顶点），或者和另外3个[MgO6]八面体
常见晶体结构图
常见晶体结构图彩图己烷 C6 H12: 碳原子以 sp2杂化与相邻两个碳原子碳环s骨架，与2个H 成 C-H 键。
二茂铁 Fe(C5 H5 )2: 上下环戊烯阴离子各以六个π 电子参与成键，与Fe对称性匹配的 d3p3轨道形成六个分子轨道，Fe其余的三个价轨道为非键的孤对电子占据。
B12H122-: 12 个 B 形成封闭的三角二十面体，每个 B 还与 1 个 H 形成 B-H 键。
C20H20: 每个 C 以 sp3杂化与相邻的 3 个 C 、 1 个 H 形成 s 键，整个碳笼为正十二面体。
C60: 每个 C 以 sp2杂化与相邻的 3 个 C 形成球形多面体 s 骨架（ 12 个五边形与 20 个六边形），还有 1 个垂直于曲面的 p 轨道与其他 p 轨道形成 1 个离域的大 p 键。
石墨层内 C 以共价键与相邻的 3 个 C 形成平面骨架，层之间为范德华力。
金剛石：为 A4 结构，每个 C 以 sp3杂化与相邻的 4 个 C 形成四面体配位，晶胞中有 8 个 C 原子。
NaCl 晶体属面心立方点阵， Na+与Cl-的配位数均为6。
Cl-作立方最密堆积，Na＋填在Cl－形成的八面体空隙中。
每个晶胞含有4个Cl-和4个Na＋，Cl-位于晶胞顶点与面心位置，Na＋位于体心与棱心位置。
立方 ZnS 晶体中， S 原子作立方最密堆积， Zn 原子填在一半的四面体空隙中，形成立方面心点阵，晶胞中含个 S 原子 4 个 Zn 原子；六方 ZnS 晶体中， S 原子作六方最密堆积， Zn 原子填在一半的四面体空隙中，形成六方点阵，晶胞中含个 S 原子 4 个 Zn 原子 。
CaF 2晶体属立方面心点阵， F -作简单立方堆积， Ca 2＋数目比 F -少一半，填了一半的立方体空隙，每一个 Ca 2＋由八个 F -配位，而每个 F -有 4 个 Ca 2＋配位，每个 CaF 2晶胞有 4 个 Ca 2＋和 8 个 F -原子。
常见的晶体结构-PPT
6
×
×
晶体结构中得空隙位(3): hcp
Tetrahedral sites
×
×
7c 8
1c
××
8
2 6 2 1 2 3 12 3
5c 8
3c 8
棱与中心线得1/4与3/4处
3、点阵常数与原子半径
R 2R
R RR
a0
a0 2R
a0
a0
2 2R 3
R 2R
图2-48 NaCL晶胞
图2-49 CsCL晶胞
Zn
0 75
(0, 0, 0), (1 , 1 , 0), (1 , 0, 1), (0, 1 , 1) 22 2 2 22
50 25
0
(1 , 1 , 1), ( 3 , 3 , 1), (1 , 3 , 3), ( 3 , 1 , 3) 444 444 444 444
(2
R
fcc
)
Center of tetrahedron, o,
oD = (3/4)DE
A D
B
rin
oD
R fcc
3 4
DE
R fcc
2Rfcc
rin
3 2
2 3
R
fcc
R fcc
(
3 2
1)R
fcc
o
C
A
E
B
rin 3 1 0.225
R fcc
2
晶体结构中得空隙位(2): bcc
Octahedral sites: Face and edge center sites
6 1 12 1 6
2
4
常见的晶体结构范文
常见的晶体结构范文晶体是一种具有周期性排列的原子（或离子、分子）结构的物质。
晶体结构是指晶体内原子或离子相对有序地排列在一定方向上，并且重复出现，形成各种晶体结构的方式。
在固态物质中，晶体结构的多样性是非常丰富的。
下面将介绍一些常见的晶体结构。
1.简单立方晶体结构：简单立方晶体结构是最简单的晶体结构，具有最低的密堆积度。
在简单立方晶体中，原子或离子沿着空间的三个坐标轴等距地排列，形成一个由正方体相邻顶点组成的立方体结构。
例如，金属铁的结构就属于简单立方晶体结构。
2.体心立方晶体结构：体心立方晶体结构是由一个位于立方体的中心的原子或离子，以及其他原子或离子分别位于立方体的各个顶点上组成。
体心立方晶体结构比简单立方晶体结构的密堆积度高，但仍然较低。
金属钠的结构即为体心立方晶体结构。
3.面心立方晶体结构：面心立方晶体结构是由顶点处的原子或离子以及每个立方体的六个面中心处的原子或离子组成。
面心立方晶体结构具有相对较高的密堆积度。
金属铝的结构属于面心立方晶体结构。
4.密堆积晶体结构：密堆积晶体结构是由离子或原子按照一定规则在三维空间中排列而成，使得最大化地充满空间。
密堆积晶体结构中，原子或离子之间互相有接触点或面。
有两种典型的密堆积晶体结构：六方密堆积结构和面心立方，即hcp和fcc晶体结构。
5.体心正交晶体结构：体心正交晶体结构是由一个位于正交晶体的中心的原子或离子，以及其他原子或离子分别位于临近的面心上组成。
体心正交晶体结构具有相对较高的密堆积度。
6.密堆金刚石晶体结构：密堆金刚石晶体结构是一种高度有序的结构，其中每个碳原子都与四个相邻的碳原子形成共价键，形成一个立方体结构。
这种结构是金刚石的晶体结构，因其硬度而得名。
7.六方密堆积晶体结构：六方密堆积晶体结构是由两个六角密排的平面相互垂直堆积而成。
每个六角密排层中的离子或原子与下一个六角密排层中的空隙处的离子或原子之间互相位于中心位置，使得结构更加密集。
常见九种典型的晶体结构
尖晶石通式是A2＋B3＋2O4,表示二价阳离子A占据了 晶胞四面体空隙,三价阳离子B占据八面体空隙,此即尖晶 石结构,代表是尖晶石 MgAl2O4 。
当结构中的四面体空隙被B3＋占据,而八面体空隙则被 B3＋和A2＋各占一半,即有分子式B3＋ A2＋B3＋ 2O4时,这 种结构叫做反尖晶石结构,代表物质磁铁矿
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 。
具有闪锌矿型结构的物质
▪ 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。
2.51A, 上面的4个 为3.24A
2 TiO6 八面 体中,Ti亦不在 中心位置。
▪ 以上两个原因导致晶体的对称降低,由原来的立 方原始格子降低为四方原始格子。空间群Pm3m P4mm。从而晶体具有了极性 具有极轴 ,这是 导致其铁电性的最根本原因。
8 尖晶石结构
Spinel ,AB2O4
萤石晶胞中存在平行于 111 面的离子堆积层,因此, 萤石具有{111}完全解理。
阳离子配位四面体的连接：共棱联结形成的萤石结构。 晶胞中由8个 FCa4 共棱连接而成,而且四面体的每根棱 都被共用了。
(最新整理)(完整版)常见的晶体结构
Zn2＋与 S2－的配位数均为：4
2021/7/26
29
闪锌矿与纤锌矿的结构区别：
[ZnS4]四面体层的配置情况不同
纤锌矿型：BeO、ZnO、AlN、CdS、GaAs等
2021/7/26
30
5、萤石（CaF2）型结构
（1）密堆积情况：
——立方晶系
Ca2＋ 离子面心立方堆积； F－离子填充八面体空隙； 晶胞分子数：Z=4； 晶胞中：4个八面体空隙
2021/7/26
49
鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一 个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳 定性。其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。
Cl:00,1010,101,011 22 2 2 22
Na:00 1,10,010,111 22 2 222
晶胞常数：a0=2(r++r－)
2021/7/26
21
（3）配位数与配位多面体：
因为：
0.414 r0.10n2m 0.5 60.732 r 0.18 n1 m
所以，Na+的配位数为CN=6， Cl-的配位数CN=6
2021/7/26
4
（5）原子半径与点阵常数：
晶胞的3个棱边长度（a、b、c）与原子半径r 之间的关系，可由简单的几何知识求出。
面心立方结构（a=b=c）：
a2 a2 2r2r2
a2 2r
2021/7/26
5
（6）配位数：
CN=12
（7）致密度（堆垛密度）： K=0.74
（8）密度：
密度 ＝晶原 胞子 体 阿 晶 数 积 佛 胞 原加 子德 量 罗常
其一，判断晶体是否稳定；
常见的晶体结构高中化学
常见的晶体结构高中化学晶体是由原子、分子或离子等按照一定的规则排列组成的固体物质。
晶体结构是指晶体中原子、分子或离子的排列方式和空间位置的有序性。
以下是一些常见的晶体结构：1.立方晶系：立方晶系是最简单的晶体结构类型，具有最高的对称性。
立方晶系包括以下几种晶体结构：-简单立方结构：最简单的晶体结构，如钠金属。
-面心立方结构：每个立方格点上除了原子所在的角点外，还有一个原子位于正方形面的中心，如铝、铜等。
-体心立方结构：每个立方格点上除了原子所在的角点外，还有一个原子位于立方体的中心，如铁、锂等。
-体心立方密堆结构：在体心立方结构的基础上，每个体心立方顶点上还有各自的三个原子，如铬、铤等。
2.六方晶系：六方晶系的晶体结构相对复杂，具有六重轴对称性。
六方晶系包括以下几种晶体结构：-六方最密堆积结构：最密堆积的晶体结构，如铝合金、硬质合金等。
3.正交晶系：正交晶系的晶体结构具有三个相互垂直的轴和互相垂直的面，没有对称轴。
正交晶系包括以下几种晶体结构：-基心正交结构：每个顶点上有原子以外，还有一个原子位于底面的中点，如锌等。
-面心正交结构：每个顶点上原子以外，还有一个原子位于两个邻接底面的中点和两个对称角上的原子，如镍。
4.单斜晶系：单斜晶系的晶体结构具有一个二重轴和一组不对称的轴，没有对称轴。
单斜晶系包括以下几种晶体结构：-单斜底心结构：每个顶点上有原子以外，还有一个原子位于两个底面的中点，如铅、镀镍等。
5.斜方晶系：斜方晶系的晶体结构没有对称轴，具有两个相等且垂直的轴。
-斜方单斜结构：具有一个反射面，如黄铁矿、菱铁矿等。
6.三斜晶系：三斜晶系的晶体结构没有对称轴，也没有垂直的轴。
三斜晶系包括以下几种晶体结构：-无底心三斜结构：没有底心原子，如铜酸亚锌等。
这些晶体结构是根据晶体的对称性进行分类的，每一种晶体结构都有其独特的排列方式和空间位置。
通过研究晶体结构，可以揭示物质的物理和化学性质以及材料的制备和应用方面的特点。
高中化学竞赛——常见金属晶体的结构
高中化学竞赛——常见金属晶体的结构金属是一种特殊的物质，不像非金属那样具有明确的原子、分子结构，而是由大量的金属离子组成的。
金属晶体是由金属离子通过静电力相互吸引、排列而成的有序三维排列结构。
金属晶体具有许多独特的性质，如良好的导电性、导热性、延展性和机械性能等。
以下是几种常见金属的晶体结构的介绍。
1.面心立方结构（FCC）面心立方结构是一种常见的金属晶体结构，也称为充分面心立方结构。
在FCC晶体中，金属离子位于一个面心立方格子的顶点和面心上，形成四方紧密堆积的结构。
银（Ag）、铝（Al）、铜（Cu）和金（Au）都具有FCC结构。
2.体心立方结构（BCC）体心立方结构是另一种常见的金属晶体结构，也称为充分体心立方结构。
在BCC晶体中，金属离子位于一个体心立方格子的顶点和体心上，形成六方紧密堆积的结构。
铁（Fe）、钴（Co）、钨（W）和钠（Na）都具有BCC结构。
3.紧密堆积结构（HCP）紧密堆积结构是一种相对稳定的金属晶体结构。
在HCP晶体中，金属离子位于六方密排的顶点和六角面上，形成堆积的结构。
锌（Zn）、钛（Ti）和镁（Mg）都具有HCP结构。
4.单斜结构单斜结构是一种稀有的金属晶体结构，通常在少数金属中存在。
在单斜结构中，金属离子位于不同的位置上，形成不规则的结构。
例如，铬（Cr）和钽（Ta）具有单斜结构。
5.其他结构除了上述常见的金属晶体结构外，还存在一些特殊的金属晶体结构。
例如，钻石（C）具有金刚石结构，锌矿石（ZnS）具有闪锌矿结构。
这些结构更加复杂，但仍然是由金属离子有序排列而成的。
总结起来，金属晶体的结构多种多样，常见的包括面心立方结构、体心立方结构和紧密堆积结构。
每种结构都具有不同的特点和性质，这些特点和性质决定了金属的物理、化学性质和用途。
通过研究和了解金属晶体结构，可以更好地理解金属材料的性质和应用。
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反萤石型结构
球键图
阳离子四面体配位 阴离子立方体配位
反萤石型结构可看作：阴离子做立方最紧密堆积，阳离 子充填在全部的四面体空隙中。
结构类型 物质名称 萤石(CaF2)
萤石型结 氯化锶(SrCl2)
构
氯化钡(BaCl2)
氟化铅(PbF2)
氧化钾(K2O)
反萤石型 结构
氧化钠(Na2O)
氧化锂(Li2O)
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)。
（Fe3＋(Fe2＋Fe3＋)2O4）。
当结构中四、八面体孔隙被A2＋和B3＋无序占据时， 叫混合尖晶石结构，代表晶相是镁铁矿（Fe, Mg)3O4。
具有尖晶石型结构的部分物质
Fe3O4 VMn2O4 NiAl2O4 NiGa2O4 Co3S4 TiZn2O4 γ-Fe2O3 LiTi2O4 CoAl2O4 MgGa2O4 NiCo2S4 VZn2O4 MnFe2O4 MnTi2O4 ZnAl2O4 MnGa2O4 Fe2SiO4 SnMg2O4 MgFe2O4 ZnCr2O4 Co3O4 ZnIn2S4 Ni2SiO4 TiMg2O4 Ti Fe2O4 CoCr2O4 GeCo2O4 MgIn2O4 Co2SiO4 WNa2O4 LiMn2O4 CuMn2O4 VCo2O4 CuV2S4 Mg2SiO4 CdIn2O4
5.5-6A
▪ 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。
物质名称
氮化镓(Ga) 磷化硼(BP) 磷化铟(InP) 硫化锡(SnS)
氧化钴(CoO) 砷化铟(InAs) 硒化锰(MnSe) 蹄化铟(InSb)
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。
物质名称 化学式
a0/nm
H D / g/cm3
颜色 熔点(℃)
主要用途
特点
金刚石
单晶硅
锗
α锡
C
Si
Ge
Sn
0.3567 0.5431 0.5623
0.6489
10
7
6
5
3.51
2.336
5.47
5.77
无色
黑色
淡灰色
白色
3550
1410
958
937
超硬材料 半导体材料 半导体材料 焊锡材料
由左至右，物质的共价键性逐步变弱
或：一边是T层的顶点氧和羟基，另一边为一层羟基。
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。
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。
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
具有反CaI2结构的物质有： Ag2F，B2O， Ni2C
4 萤石结构
空间群：Fm3m，立方面心结构。 Ca分布于晶胞的角顶及面心；F分布在晶胞8等分 之后每个小立方体的中心。
萤石结构可以理 解为：Ca2+ 做立 方最紧密堆积，F充填在其中全部的 四面体孔隙中。N 个球最紧密堆积有 2N个四面体空隙， 所以Ca:F= 1:2， 故得其分子式为 CaF2。
5 石盐结构
空间群：Fm3m，立方面心格子。
具有NaCl型结构的部分物质。
氯化物 碳化物
氯化钾
(KCl)
氯化铷
(RbCl)
碳化钛
(TiC)
碳化钒
(VC)
碳化锆
(ZrC)
氮化物
氮化钒
(VN)
氮化钛
(TiN)
氮化锆
(ZrN)
氮化钪
(ScN)
氮化铕
(EuN)
氧化物
氧化镁
(MgO)
氧化钴
(CoO)
氧化镍
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
7.17
4.30 3.37 2.22
0.65 0.00
▪ 按实际离子半径得到的1:1层型结构
LiMn2O4锂电材料
9 层状硅酸盐结构
四面体层（T）和八面体层（O） T层 [SiO4]共3个角顶成六方网层，第4个角顶(活性氧)朝向 同一方向；在六方网孔中心、与活性氧同高度处存在一个OH。
半径 1.3A
O层 两个T层活性氧相向、错开一定距离做紧密堆积，阳离 子充填八面体孔隙，形成O层。
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
(2) 六方结构：空间群：P63/mmc，相当于等大球 六方最紧密堆积。
▪ 属于该结构的物质主要有：Os、Ru、Re、 Zn等单质。
(3) 立方体心结构：空间群：Im3m，为非最紧密 堆积方式。
▪ 属于该结构的物质主要有：T、V、W、La、Ce、 Pr、Nd、Yb、Eu、Ti、U、Ba、Sr、K、Na、Ca、 Mg等单质。
8 尖晶石结构
（Spinel），AB2O4 (MgAl2O4) 空间群Fd3m。立方面心结构。
Mg: 8a: 0.5 0.5 0.5 Al: 16d: 0.125 0.125 0.125 O: 32e: 0.264 0.264 0.264
结构中，O2-作立方最紧密堆积，阳离子A(二价)占 据1/8的四面体空隙，[AO4]四面体在结构中间隔地成 层分布，在同一层内，临近的四面体的顶点相互反向；
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
15A Ca2+携带大量水分子
Ca2+携带大量水分子
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)
(NiO)
氧化锰
(MnO)
氟化物 溴化物
氟化锂 溴化钠
(LiF) (NaBr)
氟化银 溴化钾 表9.4 与石盐等结构的物质
(AgF) (KBr)
溴化铷
(RbBr)
硫化物
硫化锰
(MnS)
方铅矿
(PbS)
(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，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。
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。
尖晶石通式是A2＋B3＋2O4，表示二价阳离子A占据了 晶胞四面体空隙，三价阳离子B占据八面体空隙，此即 尖晶石结构，代表是尖晶石（MgAl2O4）。