晶体中配位数的判断

1、晶体中配位数的判断一、晶体学中的配位数在晶体中，原子或离子总是按一定方式与周围的原子或离子相结合，此时，一个质点与周围直接接触的质点数称为配位数。原子配位数是指某一个原子周围所接触到的同种原子的数目；离子配位数是在离子晶体中，每个离子周围所接触到的异性离子的个数。在金属晶体中，由于金属原子通常做最紧密堆积，决定了金属原子具有较高或最高的配位数。二配位数与物质结构1.共价晶体由于共价键有方向性和饱和性所以原子的配位数决定于元素的共价。例如石英:SiO2）晶体是原子晶体，其中每个硅原子和4个氧原子以共价键相连结，每个氧原子和2个硅原子相连结，因此硅和氧原子的配位数分别为4和2，与它们的共价数分别相

2、等。实例金刚石和晶体硅碳化硅和氮化硼一氧化硅晶体结构r-sin卷晶胞-j厂丿FlWJT(CT配位数4碳（氮）：4硅：4硅（硼）：4氧：22.离子晶体离子键没有方向性和饱和性。正、负离子交错排列，跟尽可能多的异号离子接触，因此配位数比较高。一般离子晶体配位数由阴阳离子半径决定，一般来说半径比（r7r+）在0.20.4之间的，配位数为4;0.40.7之间，配位数为6;0.71.0之间的，配位数为8。晶胞类型晶体结构配位原子空间位置配位数NaCI型离子晶CsCI型离子晶立方ZnS型离子晶体CaF2型离子晶CaF2型离子晶六方ZnS型离子晶体Na+配位数:6CI-配位数:6Cs+配位数:8CI-配位数

3、:8Zn2+配位数:4S2-配位数:4Ca2+配位数:8F-配位数:4Zn2+配位数:4S2-配位数:4責方Zn=S0-3O-F0-3*L1PFai卜Lui_!r1|AB411QiO-F3金属晶体金属单质晶体中的配位数与金属阳离子的堆积方式有关。晶胞类型符号晶体结构配位原子空间位置配位数简单立方面心立方A112体心立方A2124分子晶体（1）干冰（如下图所示）,以立方体的面心CO2分子分析，上、中、下层各有4个CO2分子，故配位数为12。（2）冰（如下图所示），每个水分子与周围四个水分子通过氢键结合，配位数为4。5配位数为3的层状晶体。如石墨或六方氮化硼等。6链状结构的配位数为2。如硫酸氧钛晶

4、体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示。Ti、O原子的配位数均为2。注意：由于晶体结构对称性关系，晶体中不可能有11、10、9、7、5的配位数。晶体中最高配位数为12。三、跟踪练习1.氮化硼晶体结构为金刚石型如下左图所示，其中N原子的配位数均为B原子周围距离最近的B原子个数是；氧化亚铜的晶胞如下中图所示，Cu、O原子的配位数分别为;FeO晶胞结构如下右图所示，其中O2一离子的配位数为,Fe2+周围距离最近的Fe2+个数。答案：4,12;4、2;6,122氮化铝的晶胞如下左图所示，N原子的配位数为。镧、铬的复合氧化物晶胞结构如下中图所示，其中Cr的配位数为。TiO2的晶胞如下右图所示，钛原

5、子的配位数为，O原子的配位数是。TOC o 1-5 h z答案：4;6；6，33钡钛矿的晶体结构如下图所示，Ba2+的氧配位数是，Ti4+的氧配位数是O2-的Ba2+配位数是,Ti4+配位数是。答案：12,6,4,24.KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料具有钙钛矿型的立方结构,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。(1)1周围距离最近且等距的I有个(2)K周围距离最近且等距的O有个5红砷镍矿（NiAs）是一种六方晶体（底面为60和120的菱形），其晶胞如图所示，图中深色小球为Ni，浅色大球为As。哪些方法找出晶胞中Ni周围最近且等距的As有个答案：66已知，铁有a、Y

6、、S三种晶体结构，并且在一定条件下可以相互转化（如图），请回答相z-sFeFeY关的问题:（1）铁的三种晶体之间的转化属于变化（填物理”或化学”），理由a-Fe-（2）铁的a、Y、S三种晶体结构中，Fe原子之比为：,（3）设a-Fe晶胞边长为acm,S-Fe晶胞边长为bcm，计算确定:两种晶体的密度比为：。（用a、b的代数式表示）(4)Fe3C是工业炼铁生产过程中产生的一种铁的合金，在Fe3C晶体中，每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围，成八面体结构，即碳原子配位数为6,那么，铁原子配位数为_。事实上，Fe3C是C与铁的晶体在高温下形成的间隙化合物(即碳原子填入铁晶体中的某些空隙)，根据

7、相关信息，你认为形成碳化铁的铁的三种晶体结构中，最有可能的是:。(选填“a-Fe”、“Y-Fe”或0Fe”)【答案】物理金属键没有变化(或没有化学键变化”；“没有新物质生成”)2:4:1(3)2b3：a3(4)2丫-Fe【解析】(1)铁的三种晶体之间的转化过程中并没有新的物质生成，属于物理变化。(2)根据晶胞的结构可知，三种晶体中含有的铁原子数分别是8x1/8+1二2、8x1/8+6x1/2二4、8x1/8二1,所以铁的a、Y、三种晶体结构中，Fe原子的配位数之比为2:4:1。口%xV=2匕耳xv=1根据(2)可知，；、；”，所以两种晶体的密度比为2b3：a3o每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围，构成八面体结构，每个铁原子又为两个八面体共用，即碳原子配位数为6,铁原子配位数为2;由于每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围，成八面体结构，所以符合该结构的应该是Y-Feo7石墨烯可转化为富勒烯(C60)某金属M与C6可制备一种低温超导材料晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为该材料的化学式为答案12M3C60解析由晶胞结构图可知，位于棱上的M原子数为12，内部M原子数为9,M原子数共11112盲+9二12;C60位于顶点8个，面心6个，含C60数共8运+6乍二4。M原子与C