第九讲----晶体化学简介知识讲解

六、同质多像
• 同质多像的概念 • 同种化学成分的物质，在不
同的物理化学条件（温度、 压力、介质）下，形成不同 结构的晶体的现象，称为同 质多像。这些不同结构的晶 体，称为该成分的同质多像 变体。
七、型变（晶变）现象
• 在化学式属同一类型的化合物中，化学成 分的规律变化而引起晶体结构形式的明显 而有规律的变化的现象称为型变现象。
第九讲----晶体化学简介
• 在六方和立方最紧密堆积中，所形成的空隙类型及数目 是一样的，在一个球周围，都分布着 6个八面体空隙和 8 个四面体空隙，但是，在两种最紧密堆积中，空隙分布规 律不同。
• 在六方最紧密堆积中，同种类型的空隙上下相对，中间存 在一个对称面；
• 在立方最紧密中，同种类型的空隙上下错开，中间不存在 对称面
• 如果它们相互间的分布是有规律的，即这 两种（或多种）原子或离子各自占据特定 的位置，则这种结构称为有序结构。
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八、多型
• 多型是一种元素或化合物以两种或两种以 上层状结构存在的现象。这些晶体结构的 结构单元层基本上是相同的，只是它们的 叠置顺序有所不同，从而可以构成不同的 多型变体。
• 多型可被看作是一种特殊形式的一维的同 质多像。
九、晶体结构的有序—无序
• 有序—无序的概念
• 当两种（或两种以上）原子或离子在晶体 结构中占据某种位置时，如果它们相互间 的分布是任意的，即它们占据任何一个该 种位置的几率都是相同的，则这种结构称 为无序结构；
• 由此可见，类质同像混晶并不是固溶体的全部， 但通常把固溶体视为类质同像混晶的同义词。
• 根据相互取代的质点的电价相同或不同， 分别称为等价的类质同像和异价的类质同 像。
• 前者如上述的
• 如在钠长石NaAlSi3O8 与钙长石CaAl2Si2O8
• 影响类质同像的因素
• 形成类质同像代替的原因一方面取决于代 替质点本身的性质，如原子、离子半径大 小、电价、离子类型、化学键性等；另一 方面也取决于外部条件，如形成代替时的 温度、压力、介质条件等。
• 晶体结构中原子、离子的半径和极化性质 的一系列差别是引起型变的主要原因。
• 以二价金属的无水碳酸盐矿物为例。离子半径小于 0.1nm 的二价阳离子Mg 2+、Co 2+ 、 Zn 2+ 、 Fe 2+ 和Mn 2+ , 分别形成方解石族的菱镁矿、菱钴矿、菱锌矿、菱铁 矿和菱锰矿，它们都具有属于三方晶系的方解石（CaCO3） 型结构，随着阳离子半径的改变，它们所形成的晶体的菱 面体｛1011｝的面角稍有变化。
• 根据一个球周围分布着 6个八面体空隙和 8个四面体空隙， 以及一个八面体由 6个球组成、一个四面体由 4个球组成 的数值关系，我们可以计算得出：
• n个球作最紧密堆积形成的八面体空隙数为 n个，四面体 空隙数为 2n 个。
二、配位数和配位多面体
• 在晶体结构中，原子和离子是按照一定的 方式与周围的原子和离子相接触的。每个 原子或离子周围最邻近的原子或异号离子 的数目称为该原子或离子的配位数。
• 以一个原子或离子为中心，将其周围与之 成配位关系的原子或离子的中心连接起来 所获得的多面体称为配位多面体。配位多 面体种结构体系。
三、化学键和晶格类型
• 各种晶体，其内部质点间的键性相同时，常表现 出一系列共同的物理性质特点；键性不同时，这 些物理性质的特点则有明显的差异。通常，我们 根据键性的异同，将晶体结构划分为不同的晶格 类型，即在一种晶体结构中，如果其键力以某种 键性占主导地位，我们就把它归属为相应的某种 晶格类型。
• 但离子半径大于 0.1nm 的二价阳离子 Sr 2+ 、 Ba 2+ 、Pb 2+ , 则分别形成属于斜方晶系的文石（ CaCO3 ）型结构， 随着离子半径的改变，它们所形成的晶体的斜方柱面角也 稍有变化。
• 而离子半径近于0.1nm 的二价阳离子 Ca 2+,则在不同的条 件下，分别可以形成三方晶系的方解石和斜方晶系的文石。 这一系列的成分与结构的变化即为一型变系列。
五、类质同像
• 类质同像的概念 • 晶体结构中某种质点（原子、离子或分
子）为它种类似的质点所代替，仅使晶格 常数发生不大的变化，而结构形式并不改 变，这种现象称为类质同像
• 类质同像混合物也称为类质同像混晶，它是一种 固溶体。所谓固溶体是指在固态条件下，一种组 分溶于另一种组分之中而形成的均匀的固体。它 可通过质点的代替而形成“代替固溶体”（即类 质同像混晶）；也可通过某种质点侵入其他种质 点的晶格空隙而形成“侵入固溶体”。
• 在分析晶体结构时，典型结构可以起到典型代表的作用， 从而对晶体结构的分析提供简便途径。如我们可将一些与 某典型结构在几何特征上存在相似之处的晶体结构与典型 结构相类比，只需稍加必要的补充说明，就可借典型结构 来描述，阐明这些晶体结构。这些晶体结构就可视为某些 典型结构的所谓衍生结构。
NaCl结构
• 对应于离子键、共价键、金属键和分子键 4种基 本键型，以及作为化学键中特殊形式的氢键，晶 格类型共可分为 5种。
四、典型结构分析
• 不同晶体的结构，若其对应质点的排列方式相同，我们称 它们的结构是等型的，在这些等型结构中，常以其中的某 一种晶体为代表而将这一结构命名，称之为典型结构。如 石盐、方铅矿、方镁石等晶体的结构等型，我们以其中的 NaCl 晶体作为代表而命名---NaCl型结构，即NaCl型结构 为一典型结构，而方铅矿、方镁石等晶体具NaCl结构