常见九种典型晶体结构

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Zn 2+ 都呈配位四面体，所以闪锌矿只用一种配位
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)
ห้องสมุดไป่ตู้
萤石型结 氯化锶(SrCl 2)
构
氯化钡(BaCl 2)
氟化铅(PbF 2)
氧化钾(K2O)
反萤石型 结构
氧化钠(Na2O)
氧化锂(Li2O)
具有反CaI 2结构的物质有： Ag 2F ，B2O ， Ni 2C
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 CaF 2。
? 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
空间群： Pm3m ，立方原始格子。
?阴离子分布在晶胞的8 个角顶，阳离子充填
在其所形成的立方体空隙中。立方体共面连 接。
?具有该结构的物质主要有：KCl, NaCl, TiCl,
RbF, CsN, NbN, NbO, AgI, TiTh
等物质。
3 CaI 2结构
空间群： P-3m ，三方原始格子。
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： VCl 2, PbI 2, GeI 2, PtO 2, ToBr 2, RhTe 2, TiS 2, TiSe 2, TiTe 2, SnS 2, MnI 2, NiTe 2, PdTe 2, PtS 2, CdI 2, MgI 2, CaI 2, CoBr 2, FeBr 2, FeI 2, ZrS 2, ZrSe 2, MnBr 2等。
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)
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 [FCa
4] 共棱连接而成，而且四面体的每根
棱都被共用了。
阴离子配位立方体：全部共棱形成萤石结构。 [CaF8] 配位立方体沿 3维方向相间排列而成。
常见九种典型的晶体结构
1 金属单质结构 2 氯化铯结构 3 CaI 2结构 4 萤石结构 5 食盐结构
6 闪锌矿结构 7 金刚石结构 8 钙钛矿结构 9 层状硅酸盐结构
1 金属单质结构
(1) 立方面心结构：空间群： Fm3m, 相当于等大 球立方最紧密堆积。
? 属于该结构的物质主要有：铝、铜、金、银、铂、 铅等单质。
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
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)
(2) 六方结构：空间群： P6 3/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。
金刚石的晶体结构可以看成是半数的C作立方最紧密堆积(蓝 球)，另外一半C相间地充填在其中的四面体孔隙中(红球)而构 成的。
该晶体是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与四
个碳原子形成强的共价键，键长为0.155nm，键角为109° 28′16″，即C的配位数4，配位多面体是四面体。碳－碳配位 四面体在三维空间共角顶相联，形成最坚强的晶体结构。
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。
氧化镍
(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，S 分 布于间隔的小立方体的中心。