晶體結(jié)構(gòu)及缺陷(編輯修改稿)
2024-07-21 12:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，而[AlPO4]結(jié)構(gòu)中，Al3+也可與O2構(gòu)成[AlO4]5四面體，[AlO4]5與[PO4]3互相連接形成結(jié)構(gòu)時，四面體之間的斥力較[PO4]3本身相互連接使要小，故結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。2）負(fù)離子以立方密堆積，這形成面心立方空間格子對稱性最高，內(nèi)能最小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也最好。2 (1)在硅酸鹽晶體中，Al3+為什么能部分置換硅氧骨架中的Si4+； (2) Al3+置換Si4+后，對硅酸鹽組成有何影響? (3)用電價規(guī)則說明Al3+置換骨架中的Si4+時，通常不超過一半，否則將使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定?！ 〗猓海?）Al3+可與O2形成[AlO4]5；Al3+與Si4+處于第二周期，性質(zhì)類似，易于進(jìn)入硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中與Si4+發(fā)生同晶取代，由于鮑林規(guī)則，只能部分取代；（2）Al3+置換Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+時，結(jié)構(gòu)單元[AlSiO4][ASiO5]，失去了電中性，有過剩的負(fù)電荷，為了保持電中性，將有一些半徑較大而電荷較低的陽離子如K+、Ca2+、Ba2+進(jìn)入結(jié)構(gòu)中；（3）設(shè)Al3+置換了一半的Si4+，則O2與一個Si4+一個Al3+相連，陽離子靜電鍵強度=3/41+4/41=7/4，O2電荷數(shù)為2，二者相差為1/4，若取代超過一半，二者相差必然1/4，造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定?！懗鱿铝腥毕莘磻?yīng)式： (1)NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體； (2)CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體； (3)NaCl形成肖脫基缺陷；解： (1) NaClNaCa’+ ClCl + VCl(2) CaCl2CaNa + 2ClCl + VNa’(3) OVNa’ + VCl(4) AgAgVAg’ + Agi2 試寫出少量MgO摻雜到Al2O3中和少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷方程。（a）判斷方程的合理性。（b）寫出每一方程對應(yīng)的固溶式。解： （1） （2） （3） （4）（a）書寫缺陷方程首先考慮電價平衡，如方程（1）和（4）。在不等價置換時，3Mg2+ →2Al3+ ；2Y3+ →3Ca2+。這樣即可寫出一組缺陷方程。其次考慮不等價離子等量置換，如方程（2）和（3）2Mg2+ →2Al3+ ；Y3+ →Ca2+。這樣又可寫出一組缺陷方程。在這兩組方程中，從結(jié)晶化學(xué)的晶體穩(wěn)定性考慮，在離子晶體中除螢石型晶體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生間隙型固溶體以外，由于離子晶體中陰離子緊密堆積，間隙陰離子或陽離子都會破壞晶體的穩(wěn)定性。因而間隙型缺陷在離子晶體中（除螢石型）較少見。上述四個方程以（2）和（3）較合理。當(dāng)然正確的判斷必須用固溶體密度測定法來決定。（b）(1) (2) (3) (4) 2 試寫出以下缺陷方程（每組寫出二種），并判斷是否可以成立，同時簡單說
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