几种典型结构.

九种典型结构1金属单质结构2氯化铯结构3CaI2结构4萤石结构5石盐结构6闪锌矿结构7金刚石结构8钙钛矿结构9层状硅酸盐结构1金属单质结构ABC2氯化铯结构3CaI2结构4萤石结构5石盐结构6闪锌矿结构7金刚石结构8钙钛矿结构8尖晶石结构9层状硅酸盐结构☼最紧密堆积——等大球反复按U-D-U-D-孔隙的规律堆积，球层将形成两层一重复的堆积周期。如果把第一层球叫A层，与之不重复的第二层球就叫B层，则球层的重复规律是ABAB···。从这种最紧密堆积体中抽出的晶胞是一个六方原始格子，故叫做六方最紧密堆积。堆积层//（0001）按U-U-U-U-的规律堆积，球层将形成三层一重复的周期堆积规律，即ABCABC···。从这三层一重复的等大球堆积体中提出的晶胞是一个立方面心格子，故这种等大球堆积体叫做立方最紧密堆积，堆积层//（111）。最紧密堆积体中的孔隙第一种：由上层一个球、下层三个球，或上层三个球、下层一个球，所构成的孔隙；将这4个球的中心用直线联起来，形成一个四面体----四面体孔隙。第二种：由上层三个球和下层三个球围成，将这6个球的球心用直线联起来正好形成一个八面体---八面体孔隙。空隙的个数：球Q位于其下层D孔隙上，形成1个四面体孔隙。同层球在Q周围形成U、D两种孔隙各三个。容易看出，三个U孔隙分别与下层形成3个四面体孔隙；而构成D孔隙的三个球则与其下层形成3个八面体孔隙。同样地，球Q与上层也形成4个四面体孔隙和3个八面体孔隙。这样，球Q参与构成的孔隙总数是：8个四面体孔隙6个八面体孔隙。两种最紧密堆积形成的空隙是一样的。四面体孔隙由4个球构成，八面体由6个球构成，则属于球Q的四面体孔隙：8/4=2八面体孔隙=6/6=1因此，在N个等大球的最紧密堆积中有N个八面体孔隙、2N个四面体孔隙。计算得出孔隙率为25.95%。当等大球最紧密堆积体中的八面体和四面体孔隙被大小相当的小球充填时，就构成了非等大球的最紧密堆积。这时孔隙率将大大降低，而密度大大增加。离子键化合物中的阴离子通常比阳离子大很多，所以就将离子键化合物理解成:大的阴离子作等大球最紧密堆积，小的阳离子充填在其中的八面体孔隙或/和四面体孔隙中。☼最紧密堆积——非等大球晶体结构中，一种原子或离子最紧邻的原子或异号离子的数目叫中心原子或离子的配位数（CN）。例如，在等大球最紧密堆积中，每个球被12个最紧邻的等大球所包围，所以配位数是12。☼配位数和配位多面体配位质点半配位径的比值（R中/R配）数配位多面体（最高对称）0.000-0.1552哑铃形（mm2）0.155-0.2253平面三角形（3m）配位数和配位多面体与R中/R配比值密切相关。0.225-0.4144四面体（-43m）平面四方形（4mm）0.414-0.7326八面体（m3m）三方柱（-62m）0.732-18立方体（m3m）112立方八面体（m3m）2.配位多面体的连结以球和化学键为基本单元构建的结构叫做晶体的球键结构，而以配位多面体为基本单元构建的结构叫做晶体的配位多面体结构，这是描述晶体结构的两种常用方法；第三种方法是两者的混合使用。在晶体结构中，配位多面体有3种基本连结方式：共角顶，共棱和共面。白云母结构中的共角顶金红石结构中的共楞碳化钙结构中的共面1金属单质结构(1)立方面心结构：空间群：Fm3m,相当于等大球立方最紧密堆积。属于该结构的物质主要有：铝、铜、金、银、铂、铅等单质。(2)六方结构：空间群：P63/mmc，相当于等大球六方最紧密堆积。属于该结构的物质主要有：Os、Ru、Re、Zn等单质。(3)立方体心结构：空间群：Im3m，为非最紧密堆积方式。属于该结构的物质主要有：Ti、V、W、La、Ce、Pr、Nd、Yb、Eu、Ti、U、Ba、Sr、K、Na、Ca、Mg等单质。值得指出的是，部分元素的单质可以在不同条件下形成不同的结构，或者可以有不同的结构状态共存。如单质铁：α-铁（Iron-alpha）---（奥氏体）--立方体心γ-铁（Iron-gama）--（马氏体）--立方面心ε-铁（Iron-Epsilon）--六方结构Fe立方面心bECSCFe-.:o:.方体，也Fe六方05101520253035404550556065707580859095100105110115120DegreeI2自2氯化铯(CsCl)结构空间群：Pm3m，立方原始格子。阴离子分布在晶胞的8个角顶，阳离子充填在其所形成的立方体空隙中。立方体共面连接。具有该结构的物质主要有：KCl,NaCl,TiCl,RbF,CsN,NbN,NbO,AgI,ThTi等物质。3CaI2结构空间群：P-3m，三方原始格子。在单位晶胞中，阳离子分布在8个角顶，阴离子分布在由上下各3个阳离子构成的正三方柱中，并间隔地在上半部的中心和下半部的中心。因此，该结构也可以理解为：阴离子做六方最紧密堆积，阳离子填充在间隔一层的全部八面体空隙中。具有该种结构的物质主要有：VCl2,PbI2,GeI2,PtO2,ToBr2,RhTe2,TiS2,TiSe2,TiTe2,SnS2,MnI2,NiTe2,PdTe2,PtS2,CdI2,MgI2,CaI2,CoBr2,FeBr2,FeI2,ZrS2,ZrSe2,MnBr2等。具有反CaI2结构的物质有：Ag2F，B2O，Ni2C4萤石结构空间群：Fm3m，立方面心结构。Ca分布于晶胞的角顶及面心；F分布在晶胞8等分之后每个小立方体的中心。萤石结构可以理解为：Ca2+做立方最紧密堆积，F-充填在其中全部的四面体孔隙中。N个球最紧密堆积有2N个四面体空隙，所以Ca:F=1:2，故得其分子式为CaF2。萤石晶胞中存在平行于（111）面的离子堆积层，因此，萤石具有{111}完全解理。阴离子配位四面体的连接：共棱联结形成的萤石结构。晶胞中由8个[FCa4]共棱连接而成，而且四面体的每根棱都被共用了。阳离子配位立方体：全部共棱形成萤石结构。[CaF8]配位立方体沿3维方向相间排列而成。反萤石型结构球键图阳离子四面体配位阴离子立方体配位反萤石型结构可看作：阴离子做立方最紧密堆积，阳离子充填在全部的四面体空隙中。结构类型物质名称萤石型结构萤石(CaF2)氯化锶(SrCl2)氯化钡(BaCl2)氟化铅(PbF2)氧化钾(K2O)反萤石型结构氧化钠(Na2O)氧化锂(Li2O)Li20SrCl2BaCl21520253035oCaF2Na20PbF2K20505560657075805石盐结构空间群：Fm3m，立方面心格子。具有NaCl型结构的部分物质。氯化物碳化物氮化物氧化物氟化物溴化物硫化物氯化钾碳化钛氮化钒氧化镁氟化锂(TiC)(VN)(MgO)(LiF)氯化铷碳化钒氮化钛氧化钴氟化银(VC)(TiN)(CoO)(AgF)碳化锆氮化锆氧化镍(ZrC)(ZrN)(NiO)氮化钪氧化锰(KCl)(RbCl)(ScN)氮化铕(EuN)(MnO)溴化钠(NaBr)溴化钾(KBr)溴化铷(RbBr)硫化锰(MnS)方铅矿(PbS)vc（NNN）MUF守N．FhEHHHHHHH门（工的ω∞Nω）F（ON守）N。Nm．F｛OO）N。守。FN｛FFF）hN∞叮－N10.000ω（丘。￥）主ωcgc8075706560554550Degree(29)403530252015TiC｛OON）N叮ωFN（FFF）∞h∞叮N10.000（NNN｝muα守NFtAHHHHHH川（FF的）的。mF（。NN）N。”的F（ω且OU羊）bECSC8075706560554550Degree(29)403530252015ZrCυω主ωcω主）￥且（｛FFF）叮的。ωN10.000（。ON）＠叮的的N－（FF的）hFhFO叮F（ONN）∞omωF（NNN）∞hEYMU．FtIHHHHH川川川8075706560554550Degree(2e)403530252015KCIυω主ωcω主）￥且（（。NN）NωFNN（OON）＠的「的10.000（）NN叮m∞NFF（。N守）＠的。叶飞F（00守）gs．71川川（）NNNFN∞FF（FFm）hFNm∞w．F｛FF己的守NmV的8075706560554550Degree(2e)403530252015RbClυω主ωcω主）￥且（｛OON）＠hm＠NMU（FF己的mhhmu10.000（。NN）守OFMUN｛NNH可）守的mF（ONH可）MUFω守F（F的的）ggFAH川（NNN）守ω∞∞．F（FENOSFEal－HH川ωhhωNFhH川（00叮）gg．71HH川8075706560554550Degree(2e)403530252015(111)(200)(220)6闪锌矿结构空间群F-43m，立方面心格子。Zn分布于晶胞的角顶及面心。如果把晶胞8等分，S分布于间隔的小立方体的中心。闪锌矿的晶体结构：球键图(左)、配位多面体连接图(右)结构中，S2-和Zn2+配位数都是4，配位多面体都是四面体。四面体共角顶相联。从图可看出，[SZn4]四面体（[ZnS4]四面体也是一样）共角顶联成的四面体基元层与[111]方向垂直。由于S2-和Zn2+都呈配位四面体，所以闪锌矿只用一种配位多面体结构形式表达(S和Zn互换是一样的)。如果将闪锌矿结构中的Zn和S都变成C，则结构变成金刚石结构（Fd3m）。物质类型物质名称物质名称氯化物氯化铜(CuCl)碳化物碳化硅(SiC)氮化物氮化硼(BN)氮化镓(GaN)磷化物磷化硅(SiP)磷化硼(BP)磷化铝(AlP)磷化铟(InP)硫化物硫化镉(CdS)硫化锡(SnS)毒砂(HgS)氧化物氧化镉(CdO)氧化钴(CoO)砷化物砷化镓(GaAs)砷化铟(InAs)硒化物硒化汞(HgSe)硒化锰(MnSe)蹄化物蹄化铝(AlSb)蹄化铟(InSb)具有闪锌矿型结构的物质7金刚石结构等轴晶系，空间群Fd3m。立方面心结构。金刚石的晶体结构中，碳原子分布在角顶和面心，以及把晶胞八等分之后，半数交替的小立方体中心。金刚石的晶体结构可以看成是半数的C作立方最紧密堆积(蓝球)，另外一半C相间地充填在其中的四面体孔隙中(红球)而构成的。该晶体是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成强的共价键，键长为0.155nm，键角为109°28′16″，即C的配位数4，配位多面体是四面体。碳－碳配位四面体在三维空间共角顶相联，形成最坚强的晶体结构。如果金刚石晶胞沿一个L3立起来，金刚石似乎显示出层状结构特征，虽然不是很特征，但金刚石的确平行{111}存在中等解理。由于C-C键的键能大（347kJ/mo），价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中最坚硬的固体，熔点高达3550℃。金刚石及其等结构物质比较物质名称金刚石单晶硅锗α锡化学式CSiGeSna0/nm0.35670.54310.56230.6489H10765D/g/cm33.512.3365.475.77颜色无色黑色淡灰色白色熔点(℃)35501410958937主要用途超硬材料半导体材料半导体材料焊锡材料特点由左至右，物质的共价键性逐步变弱8钙钛矿结构空间群：Pm3m，立方面心结构。Ca-角顶，O-面心，Ti-体心。[TiO6]八面体共角顶连接，Ca填充在其间的空隙中，Ca为12次配位。具有钙钛矿结构的物质SrTiO3BaTiO3NaNbO3NaTaO3NaWO3LaVO3CeVO3CaSnO3BaZrO3CsZrO3CsPbO3KFeF3KCoF3KZnF3PbCsCl3更有意义的是具有钙钛矿衍生结构的物质如PbTiO3(1)Pb-O键长不相等。中间的4个为2.80Å，下面的4个为2.51Å，上面的4个为3.24Å(2)[TiO6]八面体中，Ti亦不在中心位置。以上两个原因导致晶体的对称降低，由原来的立方原始格子降低为四方原始格子。空间群Pm3mP4mm。从而晶体具有了极性(具有极轴)，这是导致其铁电性的最根本原因。（Spinel），AB2O4(MgAl2O