結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)晶體化學(xué)基本原理(參考版)
2025-01-19 20:46本頁(yè)面
【正文】 材料科學(xué)基礎(chǔ) 單鏈結(jié)構(gòu)示意圖 Single chains 雙鏈結(jié)構(gòu)示意圖 Double chains 。 ? 但是不會(huì)同時(shí)出現(xiàn) [SiO4]四面體和 [Si2O7]雙四面體結(jié)構(gòu)基元，盡管它們之間符合鮑林其它規(guī)則。 材料科學(xué)基礎(chǔ) 鎂橄欖石結(jié)構(gòu)中多面體連接示意 材料科學(xué)基礎(chǔ) 鮑林第五規(guī)則 ── 節(jié)約規(guī)則 ? “ 在同一晶體中，組成不同的結(jié)構(gòu)基元的數(shù)目趨向于最少 ” 。 cc = 材料科學(xué)基礎(chǔ) 鮑林第四規(guī)則 ── 不同配位多面體連接規(guī)則 ? “ 若晶體結(jié)構(gòu)中含有一種以上的正離子，則高電價(jià)、低配位的多面體之間有盡可能彼此互不連接的趨勢(shì) ” 。 材料科學(xué)基礎(chǔ) cc = 。 ? 兩個(gè)配位多面體連接時(shí)，隨著共用頂點(diǎn)數(shù)目的增加，中心陽(yáng)離子之間距離縮短，庫(kù)侖斥力增大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。 電價(jià)規(guī)則用途 材料科學(xué)基礎(chǔ) 硅氧四面體連接方式 材料科學(xué)基礎(chǔ) 鮑林第三規(guī)則－負(fù)離子多面體共用頂、棱和面規(guī)則 ? 在一個(gè)配位結(jié)構(gòu)中，配位多面體共用棱邊、特別是共用面的存在會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)于高價(jià)低配位的正離子來(lái)講，效應(yīng)更顯著。 rSi4+/rO2=例 2： SiO晶體 。 例 1：在 CaTiO3結(jié)構(gòu)中， Ca2+、 Ti4+、 O2離子的配位數(shù)分別為1 6。每個(gè) O2為 6個(gè)氧八面體所共有，即每個(gè) O2是 6個(gè)鎂氧八面體的公共頂點(diǎn)， 所以 ?Si = 6?(1/3) = 2 (O2的電價(jià)） 材料科學(xué)基礎(chǔ) + 1/6 + 1/6 + 1/6 + 1/6 Na Na Na Na Cl ?如 NaCl 6 ( + 1/6 ) = +1 Cl 電價(jià) = 1 例一續(xù) 材料科學(xué)基礎(chǔ) ? C+4的 CN = 3，靜電鍵強(qiáng) =4/3 ? 每一個(gè) O2貢獻(xiàn) 4/3即平衡 ? 每一個(gè) O2剩下 2/3電荷，所以 [CO3]2孤立的。 ? 幾個(gè)配位多面體共用同一頂點(diǎn)。 r/R= 1 [CaF8] [AuAu12] 材料科學(xué)基礎(chǔ) 鮑林第二規(guī)則－靜電鍵規(guī)則 ? “ 在一個(gè)穩(wěn)定的離子晶體結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)負(fù)離子電荷數(shù)等于或近似等于相鄰正離子分配給這個(gè)負(fù)離子的靜電鍵強(qiáng)度的總和 ” 。 化學(xué)式類(lèi)型 AX AX 2 A 2 X 3 A B O 3 A B O 4 AB 2 O 4 結(jié)構(gòu)類(lèi)型舉例 氯化鈉型 金紅石型 剛玉型 鈣鈦礦型 鎢酸鈣型 尖晶石型 實(shí)例 N a C l T i O 2 ? Al 2 O 3 C a T i O 3 P b M o O 4 M g A l 2 O 4 材料科學(xué)基礎(chǔ) ?離子化合物中，在正離子周?chē)纬梢粋€(gè)負(fù)離子配位多面體，負(fù)離子在角頂，正離子在負(fù)離子多面體中心，正負(fù)離子間的距離取決于半徑之和，配位數(shù)取決于正負(fù)離子半徑之比。
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