典型晶体结构4.

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CN(O)＝3，每个O同时被3 个[TiO6]八面体共用，相邻 八面体共棱形成长链，链 与链之间[TiO6]以共顶连接 形成三维骨架
Ti
O
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金红石晶胞
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2.3 ABO3型晶体结构
钙钛矿结构

正交晶系和立方晶系 两种变体（600℃）
立方钙钛矿
别交叉地分布于4条体对角线的1/4和 3/4处（即占据1/2四面体空隙） 代表物质：Si，Ge，Sn等
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金刚石结构类似于闪锌 矿结构（将其中所有原 子替换为C）
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2). 石墨结构

六方晶系，a＝0.146，b＝0.670nm

C原子层状排列，同层中C原子等距连成六 元环（正六边形），距离为0.142nm，C原 子层间距离0.335nm；
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2.2. AX2型结构 1). 萤石结构CaF2
立方晶系：a＝0.545nm
r ＋/r－＝0.975 CN（Ca2＋）＝8 面心立方格子Ca2＋一套，F －两套穿插而成 可看成：Ca2＋按面心立方密
堆积，F－填充全部四面体空隙 立方体晶胞共棱连接 一半立方体空隙未填充
2） .
金红石TiO2结构
最稳定
Ti
TiO2的三种晶型：

板钛矿、锐钛矿和金红石
O
四方晶系，a＝0.459，c＝0.296nm R＋/R-=0.522，CN（Ti4＋）＝6，钛填充八 面体空隙，形成[TiO6]八面体 O2－近似作六方密堆积， Ti4+位于1/2八面体空隙之中 晶胞分子数2 代表物质：GeO2，PbO等
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六方ZnS中：R+/R-=0.436，极化造成一定共
价成分，CN不为6，CN＝4 纤锌矿和闪锌矿：均由[ZnS]四面体单元构 成，只是纤锌矿四面体层配置为ABAB，而闪 锌矿四面体层配置为ABCABC堆积
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两种ZnS结构：[ZnS]四面体堆积方式不同
同层内共价键相连，层间C原子以范德华力 相连；C原子四个外层电子在层内形成三个 共价键，多余一个电子可以在层内移动（类 似于金属只有电子）
2.1 AX型 代表：NaCl型、CsCl型、 立方ZnS、六方ZnS等 1）. NaCl型 立方面心格子
a＝0.563nm，r ＋/r－＝0.639；CN＝6 Cl－面心立方密堆积，Na＋填充全部八
面体空隙/由Na ＋和Cl －个一套面心立方 格子沿晶轴方向平移1a/2穿插形成
Eg.：MgO，CaO，FeO
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结构较为开放：Ca2＋尺寸与F-相近，故Ca2＋被撑开， 空隙较大，且Ca2＋数目比F-少一半， Ca2＋与空隙交 错排列，故晶胞中心孔隙很大


代表物质：ZrO2，CeO2等
键力强，熔点均较高

反萤石结构： 阳离子、阴离子位置与
萤石型结构完全相反 如：Li2O，Na2O等
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4.） 六方ZnS（纤锌矿）型
六方堆积：
ABAB………
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纤锌矿ZnS型α－ZnS
六方晶系 a＝0.382nm，c＝0.625nm 六方原始格子 Zn、S各一套穿插而成 晶胞分子数为2 S2－构成六方密堆积
Zn2＋填充1/2四面体空隙
Ca2＋
Ca2＋ CN＝12情况
钙钛矿型晶体结构
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TiO八面体共顶形成三维网络
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2.4 金刚石和石墨结构
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1). 金刚石结构
立方晶系，a＝0.356nm
面心立方格子
与立方ZnS结构类似
C原子分布于顶角、面心，另4个C分

O2-和Ca2＋半径相似，共同构成面心立方堆积， Ca2＋占据顶角，O2－占据面心，Ti4＋填充 1/4[TiO6]八面体空隙 Ti4+，CN＝6； Ca2＋ CN＝12 晶胞分子数1
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Ca2＋占据顶角， O2－占据面心，Ti4 ＋位于晶胞中心
4＋ 2 － Ti O
可看作：Zn和S各对应一套面心立方格
子沿体对角方向相互穿叉，位移a/4
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堆积方式：S2－面心体方排列，Zn2＋填充
1/2四面体空隙之中（类似于金刚石结 构），4个Zn2＋分别交叉地分布于4条体 对角线的1/4和3/4处
按离子晶体规律：ZnS
r ＋/r－＝0.436，CN应=6， 但实际CN＝4，原因： S2－半径大，易变形，极化使Zn-S键具有 相当程度共价键成分
第二章 典型晶体结构
表示晶体的常见方法
坐标系表示法:
给出单位晶胞中各粒 子的空间坐标---- 等效点系 球体紧密堆积法: 一种粒子按某种紧 密堆积法堆积,其余粒子进入该种粒子 形成的空隙中. 配位多面体连接法: 一种粒子和其配 位粒子形成多面体,多面体在按共点, 共棱,共面的方式相连.
ZnS两种变体：立方结构、六方结构
R+/R-~0.225～0.414；
CN＝4
一般共价键强的化合物倾向形成立方
ZnS结构（ZnSe、BeS）；氧化物倾向 形成六方ZnS结构（ZnO、BeO）
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立方ZnS
立方晶系（β－ZnS）闪锌矿
a＝0.540nm，晶胞分子数＝4
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C
Βιβλιοθήκη Baidu
NaCl型晶体结构
C
B A B B C C
C
C
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2）.CsCl晶体结构
立方原始格子
Cl－位于顶角
Cs+位于中心 CN＝8，晶报分子数1
看作：由Cs +和Cl －各对应一套立方原
始格子沿体对角线方向相套而成
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3）.闪锌矿ZnS结构（立方－ZnS）
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反萤石结构键力较弱，结构松弛，熔点较低


结构和性质的关系：
萤石（反萤石）结构：晶胞中均有较大空隙未填满， {111}面网上存在毗邻同号离子层 静电斥力→八面体解理 空隙有利于离子迁移 CeO2等材料可作为高温燃料

电池中构成离子导电通路的新
型固体电介质材料
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