文档介绍：材料科学基础第二章晶体结构1/107第五节无机化合物晶体结构Crystal Structure pounds材料科学基础第二章晶体结构2/107一、内在因素对晶体结构的影响一、内在因素对晶体结构的影响————化学组成化学组成1、原子和离子半径?原子半径或离子半径的实质是什么??原子半径或离子半径是定值吗??原子半径或离子半径的大小与哪些因素有关?温度?压力?离子的极化?质点间相对距离?离子的Goldschmidt半径?离子的Pauling半径?离子的Shannon半径材料科学基础第二章晶体结构3/. Shannon,Acta Cryst. A32 (1976), 、):一个原子或离子的配位数是指在晶体结构中,该原子或离子的周围,与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。金属晶体:=12,=8;共价晶体:由于共价键有方向性和饱和性,值不受球体紧密堆积的规则支配,通常较低,一般不会超过4;离子晶体:阳离子一般处于阴离子紧密堆积的空隙中,因此其配位数通常为4,6,8,但是当阴离子不作紧密堆积时,阳离子还可能出现其他配位数材料科学基础第二章晶体结构5/107配位多面体:是指在晶体结构中,与某一个阳离子(或原子)成配位关系的相邻结构的各个阴离子(或原子),它们的中心联线所构成的多面体。(如三角形、四面体、八面体、立方体等)材料科学基础第二章晶体结构6/1073、离子的极化离子的极化: 指离子在外电场作用下,改变其形状和大小的现象(又:在离子紧密堆积时,带电荷的离子所产生的电场,对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用,使之发生变形的现象)。极化被极化主极化极化率(α)来表示,极化率定义为在单位有效电场强度(E)下所产生的电偶极矩(μ)的大小Ema=用极化力(β)来表示,极化力与离子的有效电荷数(Z*)成正比,与离子半径(r)的2次方成反比2Zrb*=材料科学基础第二章晶体结构7/107NOTE:自身被极化和极化周围其他离子两个作用是同时存在,但表现的程度不同。一般来说,正离子半径较小,电价较高,极化力表现明显,不易被极化。负离子则相反,经常表现出被极化的现象,电价小而半径较大的负离子显著。当正离子为18电子(如过渡金属离子)时,极化率也比较大,正离子也容易变形。材料科学基础第二章晶体结构8/107正负离子相互作用时,极化会导致离子间距离缩短,离子配位数降低;同时变形的电子云相互重叠,使键性由离子键向共价键过渡,最终使晶体结构类型发生变化。材料科学基础第二章晶体结构9/107二、外在因素对晶体结构的影响二、外在因素对晶体结构的影响同质多晶(Polymorphism):化学组成相同的物质,在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。由此产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体,称为变体。如各种石英。类质同晶(Isomorphism):化学组成相似或相近的物质,在相同的热力学条件下,形成的晶体具有相同的结构。1、同质多晶与类质同晶材料科学基础第二章晶体结构10/1072、同质多晶转变?位移性转变:位移性转变仅仅是是结构畸变,转变前后差异小,转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数,只是原子的位置发生少许位移,使次级配位有所改变。?重建性转变:重建性转变不能简单地原子位移来实现,转变前后结构差异大,必须破坏原子间的键,形成一个具有新键的结构。