14無機(jī)化合物結(jié)構(gòu)-文庫吧資料
2024-08-17 17:44本頁面
【正文】 BaTiO3屬鈣鈦礦型結(jié)構(gòu) ， 是典型的鐵電材料 ， 在居里溫度以下表現(xiàn)出良好的鐵電性能 ， 而且是一種很好的光折變材料 ， 可用于光儲(chǔ)存 。 這種畸變與晶體的介電性能密切相關(guān) 。 以 BaTiO3為例 ， 有低溫到高溫 。 代表性的化合物是 BaTiO PbTiO3等 ， 具有高溫超導(dǎo)特性的氧化物的基本結(jié)構(gòu)也是鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 。 這種結(jié)構(gòu)只有當(dāng) A離子位置上的陽離子（如 Ca2+）與氧離子同樣大小或比其大些，并且 B離子（ Ti4+）的配位數(shù)為 6時(shí)才是穩(wěn)定的。 Ti4+占據(jù)八面體空隙的 1/4。 結(jié)構(gòu)中 Ca2+和 O2離子一起構(gòu)成 FCC堆積， Ca2+位于頂角， O2位于面心， Ti4+位于體心。通過檢偏鏡的光的強(qiáng)弱由施加于晶體上的電壓的大小來控制，從而實(shí)現(xiàn)通過控制電壓對(duì)光的強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)制的目的。電光晶體位于起偏鏡和檢偏鏡之間，在未施加電場(chǎng)時(shí)，起偏鏡和檢偏鏡相互垂直，自然光通過起偏鏡后檢偏鏡擋住而不能通過。有些晶體內(nèi)部由于自發(fā)極化存在著固有電偶極矩，當(dāng)對(duì)這種晶體施加電場(chǎng)時(shí)，外電場(chǎng)使晶體中的固有偶極矩的取向傾向于一致或某種優(yōu)勢(shì)取向，改變晶體的折射率，即 外電場(chǎng)使晶體的折射率發(fā)生變化 。 鈮酸鋰作為電光材料在光通訊中起到光調(diào)制作用 。第二種置換方式是：置換后在同一層內(nèi)一價(jià)和五價(jià)離子共存，形成 LiNbO3或 LiSbO3結(jié)構(gòu)，見 圖 124。 圖 124 剛玉結(jié)構(gòu)，鈦鐵礦結(jié)構(gòu)及 LiNbO3結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖 αAl2O3 FeTiO3 LiNbO3 Fe Ti Li Nb Al (a) (b) (c) A B A B A B A 在剛玉結(jié)構(gòu)中，氧離子的排列為六方密堆積 HCP結(jié)構(gòu)，其中八面體空隙的 2/3被鋁離子占據(jù)，將這些鋁離子用兩種陽離子置換有兩種方式。 （ ilmenite， FeTiO3）型結(jié)構(gòu)與光電效應(yīng) （ 1） 結(jié)構(gòu)解析 鈦鐵礦是以 FeTiO3為主要成分的天然礦物，結(jié)構(gòu)屬于三方晶系，其結(jié)構(gòu)可以通過剛玉結(jié)構(gòu)衍生而來，見 圖 124。 四、 ABO3型結(jié)構(gòu) 在含有兩種正離子的多元素化合物中 ， 其結(jié)構(gòu)基元的構(gòu)成分為兩類： 其一是結(jié)構(gòu)基元是單個(gè)原子或離子 ； 其二是絡(luò)陰離子 。 ?Al2O3是高絕緣無線電陶瓷和高溫耐火材料中的主要礦物 。 圖 123 剛玉（ ?Al2O3）型結(jié)構(gòu) 剛玉型結(jié)構(gòu)的化合物還有 ?Fe2O3（赤鐵礦， hematite），Cr2O3， V2O3等氧化物以及鈦鐵礦（ ilmenite）型化合物 FeTiO3，MgTiO3， PbTiO3， MnTiO3等。剛玉屬于三方晶系，空間群Rc。由于這些結(jié)構(gòu)中多數(shù)為離子鍵性強(qiáng)的化合物，因此，其結(jié)構(gòu)的類型也有隨離子半徑比變化的趨勢(shì)，如 圖 122所示。 常見 CdI2型結(jié)構(gòu)的層狀晶體是 Mg（ OH） 2，Ca（ OH） 2等晶體。層間通過分子間力結(jié)合。每層含有兩片 I－ 離子，一片 Cd2+離子。每個(gè) I－ 與 3個(gè)在同一邊的 Cd2+相配位。 Cd2+離子位于六方柱晶胞的頂點(diǎn)及上下底面的中心， I－ 位于 Cd2+三角形重心的上方或下方。因此， TiO2成為制備光學(xué)玻璃的原料，也是無線電陶瓷中常用的晶相。常見金紅石結(jié)構(gòu)的氧化物有SnO2， MnO2， CeO2， PbO2， VO2， NbO2等。整個(gè)結(jié)構(gòu)可以看作是由 2套 Ti4+的簡(jiǎn)單四方格子和 4套 O2的簡(jiǎn)單四方格子相互穿插而成。 Ti4+填充八面體空隙的 1/2。 Ti4+離子的配位數(shù)是 6，形成 [TiO6]八面體。 （ TiO2） 型結(jié)構(gòu) 金紅石屬于四方晶系，點(diǎn)群 4/mmm，空間群 P4/mnm，其結(jié)構(gòu)如圖 120所示。 堿金屬元素的氧化物 R2O，硫化物 R2S，硒化物R2Se，碲化物 R2Te等 A2X型化合物為 反螢石型結(jié)構(gòu) ，它們的正負(fù)離子位置剛好與螢石結(jié)構(gòu)中的相反，即堿金屬離子占據(jù) F－ 離子的位置， O2或其它負(fù)離子占據(jù) Ca2+的位置。 螢石結(jié)構(gòu)的解理性：由于螢石結(jié)構(gòu)中有一半的立方體空隙沒有被 Ca2+填充，所以，在 {111}面網(wǎng)方向上存在著相互毗鄰的同號(hào)離子層，其靜電斥力將起主要作用，導(dǎo)致晶體在平行于 {111}面網(wǎng)的方向上易發(fā)生解理，因此螢石常呈八面體解理。 由一套 Ca2+離子的面心立方格子和 2套 F－ 離子的面心立方格子相互穿插而成。 或 F－ 作簡(jiǎn)單立方堆積， Ca2+占據(jù)立方體空隙的一半。 Ca2+的配位數(shù)是 8，形成立方配位多面體 [CaF8]。 表 17 AX2型結(jié)構(gòu)類型與 r+/r的關(guān)系 結(jié)構(gòu)類型 r + /r 實(shí)例（右邊數(shù)據(jù)為 r + /r 比值） 螢石（ C aF 2 ）型 ? 0 . 7 32 B aF2 1 . 0 5 P b F 2 0 . 9 9 S r F 2 0 . 9 5 H g F 2 0 . 8 4 T h O 2 0 . 8 4 C aF 2 0 . 8 0 U O 2 0 . 7 9 C eO 2 0 . 7 7 P r O 2 0 . 7 6 C d F 2 0 . 7 4 Z r O 2 0 . 7 1 H f F 2 0 . 6 7 Z r F 2 0 . 6 7 金紅石（ T i O 2 ）型 0 . 4 1 4 ~ 0 . 7 3 2 T eO 2 0 . 6 7 M n F 2 0 . 6 6 P b O 2 0 . 6 4 F eF 2 0 . 6 2 C o F 2 0 . 6 2 Z n F 2 0 . 6 2 N i F 2 0 . 5 9 M g F 2 0 . 5 8 S n O 2 0 . 5 6 N b O 2 0 . 5 2 M o O 2 0 . 5 2 W O 2 0 . 5 2 O s O 2 0 . 5 1 I r O 2 0 . 5 0 R u O 2 0 . 4 9 T i O 2 0 . 4 8 VO 2 0 . 4 6 M n O 2 0 . 3 9 G eO 2 0 . 3 6 ? 方石英型 0 . 2 2 5 ~ 0 . 4 1 4 S i O 2 0 . 2 9 B eF 2 0 . 2 7 立方晶系 ， 點(diǎn)群 m3m， 空間群 Fm
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