结晶学第九章课件

第九章晶体化学

crystalchemistry前面晶体外部对称特点：

对称型→晶体对称分类（晶族晶系）→定向（三轴、四轴）、晶体常数（轴率、轴角）→晶面符号→单形（单形符号）→聚形晶面及对称要素投影—工具多个晶体有规律生长—双晶晶体内部对称特点：对称轴、平移轴、螺旋轴、对称面、滑移面—几何点

空间群国际符号——对称型国际符号基础上晶体的化学组成＋结构→决定晶体性质，晶体化学

成分相同，结构不同如C,结构相同成分不同如NaCl和PbS一、紧密堆积原理

金属晶格常为等轴晶系如自然金、六方晶系如自然锇—等大球体最紧密堆积

离子晶格—阴离子近似等大球体最紧密堆积，如磁铁矿1.等大球最紧密堆积

一层球紧密堆积（1）六方最紧密堆积（hexagonalclosestpacking）:

两层一重复ABAB……六方格子

（2）立方最紧密堆积（cubicclosestpacking）:

三层一重复ABCABC……立方面心格子二配位数和配位多面体配位数（C.N.coordinationnumber）：

原子或离子周围与之最为临近的原子或异号离子的数目配位多面体(coordinationpolyhedron)：

呈配位关系的原子或异号离子的中心联线形成的级和多面体。阳离子配位数与阳、阴离子半径比值rc/ra的关系离子半径比值配位数配位多面体0.000-0.1552哑铃状0.155-0.2553三角形0.255-0.4144四面体0.414-0.7326八面体0.732-18立方体112立方八面体（cation,anion）配位数为6时计算rc/ra的图解四、典型结构分析结构类型NaCl型：

NaCl型结构：方铅矿方解石结构：NaCl结构沿L3压→方解石结构ZnS型：

黄铜矿结构：是ZnS结构的衍生五、类质同象Isomorphism

刚玉：Cr红宝石，Ti蓝宝石金刚石：N顺磁性，B半导体性黄铁矿：N型导电（Co,Ni），P型导电(As,Sb)Fe金属：立方面心格子，六方格子，Co、Ni出现磁性

1.概念：

类似质点替代-->结构形式不变，晶体常数变化不大。

例：Mg[Co3]---Fe[Co3],Mg,Fe任意比例，类质同象混晶Mg2[sio4]---Fe2[sio4],Mg,Fe任意比例

ZnS类质同象FeZn<27%类质同象与固溶体solidsolution：固溶体：在固态条件下，一种组分溶于另一种组分而形成的均匀的固体。固溶体：1.替代固溶体—类质同象混晶2.填隙固溶体（侵入固溶体）类质同象是固溶体的一种类型2.类质同象类型1）替代含量：完全类质同象系列completeisomorphism不完全类质同象系列incompleteisomorphism2）电价：等价isovalentisomorphism异价heterovalentisomorphism3.决定和影响类质同象的因素1）原子和离子半径（r1—大，r2—小）

（r1–r2）/

r2:小于15%易形成完全类质同象（r1–r2）/

r2:10-25%高温易形成完全类质同象，低温分离（r1–r2）/

r2:25-40%不易形成完全类质同象2）离子类型和键型

Ca2+和Hg2+半径分别0.1nm0.102nm3）温度

T高---有利如矽线石Al→Si，T低---不利4.研究类质同象的意义寻找分散有用元素，辉钼矿Re,闪锌矿In、Ga形成环境同质多象转变例：石英在常压下：α-石英β-石英β-磷石英β-方石英熔体573℃870℃1470℃1720℃Al2SiO5矿物稳定范围七、型变（晶变）morphotropism主要出现在二价金属的无水碳酸盐矿物中。以Ca2+半径0.1nm为界小于Ca2+—方解石型结构，如Mg2+[CO3],Zn2+[CO3],Fe2+[CO3]

方解石（Ca2+配位数6，三方晶系,解理{1011}）文石（Ca2+配位数9，斜方晶系,无解理）大于Ca2+—文石型结构，斜方晶系,如Sr2+[CO3],Ba2+[CO3],Pb2+[CO3]{Ca2+九、晶体结构的有序、无序概念：

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，如它们相互分布是任意的—无序结构（disorderstructrue）如它们相互分布是有规律的—有序结构（orderstructure）