結(jié)晶學(xué)第九章課件

第九章晶體化學(xué)

crystalchemistry前面晶體外部對稱特點(diǎn)：

對稱型→晶體對稱分類（晶族晶系）→定向（三軸、四軸）、晶體常數(shù)（軸率、軸角）→晶面符號(hào)→單形（單形符號(hào)）→聚形晶面及對稱要素投影—工具多個(gè)晶體有規(guī)律生長—雙晶晶體內(nèi)部對稱特點(diǎn)：對稱軸、平移軸、螺旋軸、對稱面、滑移面—幾何點(diǎn)

空間群國際符號(hào)——對稱型國際符號(hào)基礎(chǔ)上晶體的化學(xué)組成＋結(jié)構(gòu)→決定晶體性質(zhì)，晶體化學(xué)

成分相同，結(jié)構(gòu)不同如C,結(jié)構(gòu)相同成分不同如NaCl和PbS一、緊密堆積原理

金屬晶格常為等軸晶系如自然金、六方晶系如自然鋨—等大球體最緊密堆積

離子晶格—陰離子近似等大球體最緊密堆積，如磁鐵礦1.等大球最緊密堆積

一層球緊密堆積（1）六方最緊密堆積（hexagonalclosestpacking）:

兩層一重復(fù)ABAB……六方格子

（2）立方最緊密堆積（cubicclosestpacking）:

三層一重復(fù)ABCABC……立方面心格子二配位數(shù)和配位多面體配位數(shù)（C.N.coordinationnumber）：

原子或離子周圍與之最為臨近的原子或異號(hào)離子的數(shù)目配位多面體(coordinationpolyhedron)：

呈配位關(guān)系的原子或異號(hào)離子的中心聯(lián)線形成的級(jí)和多面體。陽離子配位數(shù)與陽、陰離子半徑比值rc/ra的關(guān)系離子半徑比值配位數(shù)配位多面體0.000-0.1552啞鈴狀0.155-0.2553三角形0.255-0.4144四面體0.414-0.7326八面體0.732-18立方體112立方八面體（cation,anion）配位數(shù)為6時(shí)計(jì)算rc/ra的圖解四、典型結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)類型NaCl型：

NaCl型結(jié)構(gòu)：方鉛礦方解石結(jié)構(gòu)：NaCl結(jié)構(gòu)沿L3壓→方解石結(jié)構(gòu)ZnS型：

黃銅礦結(jié)構(gòu)：是ZnS結(jié)構(gòu)的衍生五、類質(zhì)同象Isomorphism

剛玉：Cr紅寶石，Ti藍(lán)寶石金剛石：N順磁性，B半導(dǎo)體性黃鐵礦：N型導(dǎo)電（Co,Ni），P型導(dǎo)電(As,Sb)Fe金屬：立方面心格子，六方格子，Co、Ni出現(xiàn)磁性

1.概念：

類似質(zhì)點(diǎn)替代-->結(jié)構(gòu)形式不變，晶體常數(shù)變化不大。

例：Mg[Co3]---Fe[Co3],Mg,Fe任意比例，類質(zhì)同象混晶Mg2[sio4]---Fe2[sio4],Mg,Fe任意比例

ZnS類質(zhì)同象FeZn<27%類質(zhì)同象與固溶體solidsolution：固溶體：在固態(tài)條件下，一種組分溶于另一種組分而形成的均勻的固體。固溶體：1.替代固溶體—類質(zhì)同象混晶2.填隙固溶體（侵入固溶體）類質(zhì)同象是固溶體的一種類型2.類質(zhì)同象類型1）替代含量：完全類質(zhì)同象系列completeisomorphism不完全類質(zhì)同象系列incompleteisomorphism2）電價(jià)：等價(jià)isovalentisomorphism異價(jià)heterovalentisomorphism3.決定和影響類質(zhì)同象的因素1）原子和離子半徑（r1—大，r2—小）

（r1–r2）/

r2:小于15%易形成完全類質(zhì)同象（r1–r2）/

r2:10-25%高溫易形成完全類質(zhì)同象，低溫分離（r1–r2）/

r2:25-40%不易形成完全類質(zhì)同象2）離子類型和鍵型

Ca2+和Hg2+半徑分別0.1nm0.102nm3）溫度

T高---有利如矽線石Al→Si，T低---不利4.研究類質(zhì)同象的意義尋找分散有用元素，輝鉬礦Re,閃鋅礦In、Ga形成環(huán)境同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變例：石英在常壓下：α-石英β-石英β-磷石英β-方石英熔體573℃870℃1470℃1720℃Al2SiO5礦物穩(wěn)定范圍七、型變（晶變）morphotropism主要出現(xiàn)在二價(jià)金屬的無水碳酸鹽礦物中。以Ca2+半徑0.1nm為界小于Ca2+—方解石型結(jié)構(gòu)，如Mg2+[CO3],Zn2+[CO3],Fe2+[CO3]

方解石（Ca2+配位數(shù)6，三方晶系,解理{1011}）文石（Ca2+配位數(shù)9，斜方晶系,無解理）大于Ca2+—文石型結(jié)構(gòu)，斜方晶系,如Sr2+[CO3],Ba2+[CO3],Pb2+[CO3]{Ca2+九、晶體結(jié)構(gòu)的有序、無序概念：

兩種或兩種以上原子或離子在晶體結(jié)構(gòu)中占據(jù)某種位置時(shí)，如它們相互分布是任意的—無序結(jié)構(gòu)（disorderstructrue）如它們相互分布是有規(guī)律的—有序結(jié)構(gòu)（orderstructure）