结构化学基础5PPT课件

六方ZnS
闪锌矿
立方ZnS
ZnS型(立方型)
晶格: 面心立方
配位比: 4:4
红球－Zn2+ ,
绿球－S2-
晶胞中离子的个数:
Zn2+ :4个
S2- :61814个 28
(4)CaF2
CaF2 晶 体 属 立 方 面 心 点 阵 ， F － 作 简 单立方堆积，Ca2＋数目比F－少一半，所 以填了一半的立方体空隙，每一个Ca2＋由 八个F－配位，而每个F－有4个Ca2＋配位， 每个CaF2晶胞有4个Ca2＋和8个F。
μ为一结构参数，不同化合物的μ值不 同，金红石本身μ=0.31 ，一些过渡金 属氧化物TiO2、VO2、MnO2、FeO2；氟 化物MnF2、CoF2、NiF2为金红石结构。
黑球:Ti
白球:O
TiO2 (金红石)的结构
(6) CdI2和CdCI2
Cd I或CI
CdI2和 CdCI2 的层形 分子
碱金属的卤化物、氢化物，碱土金属的氧化物、硫 化物、硒化物、碲化物，过渡金属的氧化物、硫化物， 以及间隙型碳化物、氮化物都属NaCl型结构。
NaCl型结构
点阵型式是Na+离子的面心立方点阵 与Cl-离子的面心立方点阵平面交错，交 错的方式是一个面心立方格子的结点位 于另一个面心立方格子的中央。如图740所示。属立方晶系，配位数为6∶6， 即每个离子被6个相反电荷的离子所包围。 NaCl型的晶胞是立方面心，但质点分布 与CsCl型不同。
红砷镍矿（NiAs）
(3) ZnS
ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和 六方ZnS，这两种型式的ZnS，化学键的性质 相同，都是离子键向共价键过渡，具有一定 的方向性。Zn原子和S原子的配位数都是4， 不同的是原子堆积方式有差别。在立方ZnS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；在六方ZnS 晶体中，S原子作六方最密堆积，Z原子填在 一半的四面体空隙中，形成六方点阵。
离子化合物的结构化学
离子晶体的若干简单结构型式
1.离子化合物： 由正负离子结合在一起形成的化合物，
它一般由电负性较小的金属元素与电负性较 大的非金属元素生成。正负离子之间由静电 力作用结合在一起，这种化学键称为离子键。 以离子键结合的化合物倾向于形成晶体，以 使每个离子周围配位尽可能多的异性离子， 降低体系能量。
NaCl型
晶格: 面心立方 配位比: 6:6
晶胞中离子的个数:
红球－Na+ ,
绿球－Cl-
Na:12114个 Cl:81614个
4
82
C C
B
A C
B A
C
C B
NaCl型晶体的结构（密堆积层排列）
(2) NiAs
黑球:Ni
A
NiAs的结构
B
白球:As
As原子的坐标： A(2/3,1/3,1/3) B(1/3,2/3,2/3)
立方ZnS晶胞中，有4个S原子， 4个Zn原子，其原子分数坐标为：
S： 0 , 0 , 0
ZnS
Байду номын сангаас
0,1/2,1/2
1/2 ,1/2,0 1/2,0,1/2
Zn： 1/4,1/4,1/4 3/4,1/4,3/4
3/4,3/4,1/4 1/4,3/4,3/4
属于立方ZnS结构的化合物有硼族 元素的磷化物、砷化物，铜的卤化物， Zn、Cd的硫化物、硒化物。
填隙的类型和分数 全部八面体空隙
全部四面体空隙 ½ 四面体空隙 ½ 八面体空隙 ½ 八面体空隙
ccp NaCl
CaF2 立方 ZnS
CdCl2
hcp NiAs
六方 ZnS 金红石
CdI2
（1）NaCl
NaCl晶体属面心立方点阵，Na＋与Cl－交替排列， 如图所示，Na+与Cl－的配位数均为6。NaCl晶体结构可 看成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＋,它们的原子分数坐标为：
Cd
II
CdI2的六方晶胞
（7）CsCl
CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简 单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正 负离子配位数均为8，晶胞只含1个Cl－和1 个Cs＋。
属于CsCl型晶体的化合物有CsCl、CsBr、 CsI、RbCl、TlCl、TlBr、TlI、NH4Cl、 NH4Br、NH4I等。
碱土金属氟化物，一些稀土元 素如Ce、Pr的氟化物，过渡金属Zr、 Hf的氟化物属CaF2型晶体。
另外，有些A2B型化合物，一价 正离子占据F－的位置，二价负离子 占据Ca2＋的位置，则负离子作面心
立方堆积，正离子填在四面体空隙， 称反CaF2型结构，如碱金属的氧化 物、硫化物则是反CaF2型晶体。
2.离子晶体的若干简单结构型式：
许多离子晶体的结构可按密堆积 结构来理解。当负离子的半径较大时， 一般会把负离子看作等径圆球进行密 堆积，而正离子有序地填在空隙之中。 当正离子的半径较大时，也可以把正 离子看作等径圆球进行密堆积，负离 子作填隙原子。前一种情况出现得比 较多。
表 离子晶体的若干常见简单结构
CaF2的晶体结构 萤石
（5）TiO2（金红石）型
AB2型晶体中，最常见的重要结构是四方 金红石（TiO2）结构。在此结构中Ti4＋处在略有 变形的氧八面体中，即氧离子作假六方堆积， Ti4＋填在它的准八面体空隙中，Ti4＋配位数为6， O2－与3个Ti4＋配位（3个Ti4＋几乎形成等边三角 形）。TiO2晶体属四方晶系，每个晶胞中有2个 Ti4＋和4个O2-。
CsCl型结构
点阵型式是Cs+离子形成简单立方点 阵，Cl-离子形成另一个立方点阵，两 个简单立方点阵平行交错，交错的方式 是一个简单立方格子的结点位于另一个 简单立方格子的体心。如图所示，属立 方晶系，配位数为8∶8，即每个正离子 被8个负离子包围，同时每个负离子也 被8个正离子所包围。
六方ZnS中，有2个S原子，2个Zn原子， 其原子分数坐标为：
S： 0,0,0 1/3,2/3,1/2 Zn： 0,0,3/8 1/3,2/3,8/7
属于六方ZnS结构的化合物有Al、Ga、In的 氮化物，铜的卤化物，Zn、Cd、Mn的硫化 物、硒化物。
立方ZnS型结构
点阵型式是Zn2+离子形成面心立 方点阵，S2-离子也形成面心立方点阵。 平行交错的方式比较复杂，是一个面 心立方格子的结点位于另一个面心立 方格子的体对角线的1/4处。如图7-41 所示。属立方晶系，配位数为4∶4， 即每个S2-离子周围与4个相反电荷的 Zn2+联成四面体，同样每个Zn2+离子 也与周围的4个S2-离子联成四面体。