文档介绍：无机非金属常见晶体结构[1]  NaCl的晶体结构见图1—51所示,它属于立方晶系,面心立方点阵,空间群为Fm3m。ao=,Na+及Cl-各位于面心立方点阵的结点位置上,这两个点阵相距1/2的晶胞边长。,~,正负离子配位均为6。这个结构实际上相当于较大的负离子作立方密堆,而较小的正离子则占据所有的八面体间隙。对于晶体结构的描述通常有三种方法,一是用坐标系的方法,给出单位晶胞中各个质点的空间坐标,就能清楚地了解晶体的结构。对于NaCl晶胞而言,分别标出4个Cl-和Na+离子的坐标即可(图1—50)。其中Cl-:;Na+:。这种方法描述晶体结构是最规范的。但有时为了比较直观地理解晶体结构,还可采用以下两种描述晶体结构的方法。以球体紧密堆积的方法描述晶体结构。这对于金属晶体和一些离子晶体的结构描述很有用。金属原子往往按紧密堆积排列,离子晶体中的阴离子也常按紧密堆积排列,而阳离子处于空隙之中。例如NaCl晶体,可以用Cl-离子按立方紧密堆积和N扩离子处于全部八面体空隙之中来描述。如果对球体紧密堆积方式比较熟悉,那么,用这种方法描述晶体结构就很直观。以配位多面体及其连接方式描述晶体结构。对结构比较复杂的晶体,使用这种方法,是有利于认识和理解晶体结构的。例如,在硅酸盐晶体结构中,经常使用配位多面体和它们的连接方式来描述。而对于结构简单的晶体,这种方法并不一定感到很方便。如NaCl晶体结构中,Na+离子的配位数是6,构成Na-Cl八面体。NaCl结构就是由Na-Cl八面体以共棱的方式相连而成。以上三种描述晶体结构的方法,在下面讨论晶体结构时都会用到。属于NaCl型结构的AB化合物很多,包括碱金属卤化物和碱土金属的氧化物。表1一13列举了部分NaCI型晶体结构的化合物及其点阵常数。  表1—13 NaCl型晶体结构举例化合物晶胞常数(10-lnm)化合物晶胞常数(10-1nm)化合物晶胞常数(10-1nm)        在NaCl型结构的氧化物中,碱土金属氧化物中的正离子除Mg2+以外均有较大的离子半径。EN-US>Sr2+及Ba2+与O2-,因此氧离子的密堆已受到畸变,在结构上比较开放,容易被水分子渗入而水化。在制备材料生产工艺中如果有游离的碱土金属氧化物如CaO、SrO、BaO等存在,由于这些氧化物的水化会使材料性能发生较大的变化。NaCl型结构的晶体中,LiF、KCl、KBr和NaCl等晶体是重要的光学材料。LiF晶体能用于紫外光波段,而KCl、KBr和NaCl等晶体适用于红外光波段,可用于制作窗口和棱镜等,PbS等晶体是重要的红外探测材料。 CsCl型结构CsCl结构见图1—51所示,属于立方晶系,简单立方点阵(Cs+、Cl-各一套),空间群为Pm3m。每个晶胞内含两个原子,Cs+:;Cl-:000。,,故负离子多面体为正六面体,配位数为8。CsCl的晶胞常数a=(10-1nm)。属于CsCl结构的晶体有CsBr、CsI、NHCl等。 立方ZnS(闪锌矿)型结构立方ZnS(闪锌矿)型结构如图1—52所示,属于立方晶系,面心立方点阵,空间群F3m,ao=(10-1nm),Z=4。硫位于面心点阵的结点位置上,锌位于另一套这样的点阵位置上,两者在体对角线相上对位移1/4。Zn2+离子的配位数是4,S2-离子的配位数也是4。若把S2-离子看成立方最紧密堆积,则Zn2+离子充填于二分之一的四面体空隙之中。ZnS晶胞中质点的坐标是S2-:;Zn2+:。图1—52(B)是立方ZnS结构的投影图,相当于图1—52(A)的俯视图。图中数字为标高。0为晶胞的底面位置,50为晶胞二分之一标高,25和75分别为四分之一和四分之三的标高。根据晶体结构中所具有的平移特性,0和100,25和125等都是等效的。图1—52(C)则是按多面体连接方式表示的立方ZnS结构。它是由Zn—S四面体以共顶的方式相连而成。图1—53闪锌矿晶体结构属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC、GaAs、AlP、InSb等。-ZnS(纤锌矿)型结构纤锌矿晶体结构为六方晶系P63mc空间群,晶胞参数为ao=,co=,Z=2。六方ZnS晶胞中质点的坐标是S2-:000,