离子晶体结构.ppt

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1、1,材料科学基础,福州大学材料科学与工程学院 刘旭俐,College of Materials Science and Engineering,FZU,Fundament of Material Science,2,1.3.3 离子晶体结构,典型的离子晶体是A族和A族的元素之间形成的化合物晶体。以正负离子为结合单元，依靠离子键结合。,同时离子晶体中还存在与静电吸引力相平衡的近距排斥力（泡利原理引起的斥力）。,3,一、离子晶体的结构规则,鲍林（Pauling）应用离子键理论，总结出离子晶体的结构规则，称为鲍林（Pauling）规则。,Pauling第一规则,内容：在正离子周围，形成一个负离子配位

2、多面体，正负离子间的距离取决于它们的半径之和，而配位数取决于它们的半径之比。,说明：(1)晶体结构是以负离子作近似紧密堆积，正离子 填入负离子堆积所形成的空隙中。正离子趋向 于与尽可能多的负离子为邻(配位数尽可能大)。(2)在结构中正负离子之间是接触的，而负离子 之间是不接触的，使得结构中吸引力大于斥力，处于稳定状态。(3)配位数一定时，R+/R-有一下限值（临界离子 半径比值）,负离子配位多面体规则,如果阴离子作紧密堆积，当阳离子处于八面体空隙，考虑所有离子都正好两两相切的临界情况，6配位的临界半径比：,立方体8配位的临界半径比,离子半径比(R+/R-)、阳离子配位数及负离子配位多面体形状,

3、Pauling第二规则,内容：在一个稳定的晶体结构中，每一个负离子的 电价等于邻近的各正离子静电键强度的总和。,说明：在晶体结构中负离子的电价被正离子电价所 平衡，即在晶体结构中正负离子电价的代数 和为0。静电键强度为S，等于正离子电荷Z+除以正离子的配位数n，即S=Z+/n。以NaCl为例说明。,电价规则,设阴离子电荷数Z-，阴离子配位数，则有,应用:(1)可以检验晶体结构是否是稳定的。晶体结构中负离子的电价是否被正离子电价 所饱和，饱和就是稳定的，否则是不稳定的。(2)确定在硅酸盐结构中一个O2-同时连接几个多 面体的问题。用镁橄榄石Mg2SiO4说明,Mg2SiO4结构中存在 SiO4和

4、MgO6，SMg=2/6=1/3 SSi=4/4=1,Pauling第三规则,内容：在配位型的晶体结构中，配位多面体共用棱，特别共用面的存在会降低这个结构的稳定性，对于高电价低配位的正离子，这种效应特别大。,说明:(1)在硅酸盐结构中的SiO4、MgO6、AlO6 各个之间共顶、共棱、共面连接，那种连结 方式稳定的问题。一般来说共顶连接最稳定，共棱、共面连接不大稳定，对于SiO4只能 共顶连接，而MgO6、AlO6 既可以共顶 连接，也可以共棱连接，甚至还可以共面连接。,负离子多面体共用顶、棱和面的规则,(2)说明理由 晶体结构的稳定性与配位多面体共顶、共棱和 共面有关，涉及到两个正离子之间距

5、离长短与 稳定性的关系：两个正离子之间距离长，斥力小，结构稳定。两个正离子之间距离短，斥力大，结构不稳定。以四面体和八面体配位为例子：,设R1、R2、R3分别为共顶、共棱、共面时，中心正离子之间距离；f1、f2、f3分别为共顶、共棱、共面时两个正离子之间斥力：四面体：R1：R2：R3=1：0.58：0.33 八面体：R1：R2：R3=1：0.71：0.58 则f1共棱共面。,Pauling第四规则,内容：在含有二种以上阳离子的离子晶体中，电价较高而配位数较低的阳离子所形成 的配位多面体之间，有尽量互不结合的趋势。,不同种类正离子配位多面体间连接规则,说明：以镁橄榄石Mg2SiO4为例，氧作六方

6、紧密堆积，Mg2+和Si4+分别填入四面体和八面体空隙中，形成MgO6和SiO4：RSi-Mg RSi-Si 所以SiO4之间不连接，而SiO4与MgO6 共棱连接成岛状结构。,Pauling第五规则,说明：(1)在晶体结构中正离子与负离子之间连接方式 越少越好；(2)每种连接方式要满足静电价规则。,内容：在同一晶体中，同种正离子与同种负离子的 结合方式应最大限度地趋于一致。,节约规则,16,二、典型的离子晶体结构,离子晶体按其化学组成分为：二元化合物和多元化合物。二元化合物有AB型、AB2型、A2B3型；多元化合物有ABO3型、AB2O4型。,主要内容：晶体的对称性，晶族晶系，离子紧密堆积

7、原理，离子的配位数，晶体的键型，一个 晶胞所占有正负离子的数目，质点所处的 空间坐标，空间格子类型以及同型结构的 化合物等。,18,1、AB型化合物结构,CsCl型结构 NaCl型结构 立方ZnS结构 六方ZnS结构,CsCl晶胞,1)CsCl型结构,(1)对称性：点群 3L44L36L29PC 空间群Pm3m。(2)晶族晶系和晶胞常数：由于高次轴多于一个，有3个L4，属于高级晶族，立方晶系，a=b=c=0.411nm，=900。(3)空间格子：属于原始立方格子。(4)质点的空间坐标：Cl-：0 0 0，Cs+：。,(5)正负离子堆积情况：以半径大的Cl-作立方紧密堆积，Cs+离子是填入全部的

8、立方体空隙中。(6)离子的配位数：r+0.169nm，r-0.181nm，r+/r-0.933，属0.732 1.000之间，可确定Cs+配位数为8，根据化学式Cs+:Cl-1:1，故Cl-的配位数也为8。(7)晶体的键型：CsCl属于离子键化合物，配位型离子晶体。,(8)一个晶胞占有正负离子的数目：Cl-离子数目：81/8=1，Cs+离子数目：11=1，一个晶胞占有1个CsCl(Z=4)。(9)堆积系数：K=V/V0=(晶胞中正负离子所占体积)/(晶胞体积)=V/a3 a=2/31/2(r+r-)K=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/a3(10)同型结构的化合物：CsBr，CsI，TlC

9、l，NH4Cl等。,NaCL晶胞,2)NaCl型结构,(1)对称性：点群3L44L36L29PC，空间群Fm3m。(2)晶族晶系和晶胞常数：由于高次轴多于一个，有3个L4，属于高级晶族，立方晶系，a=b=c=0.563nm，=900。(3)空间格子：属于面心立方格子。(4)质点的空间坐标：Cl-：0 0 0，0，0，0；Na+：0 0，0 0，0 0，。,(5)正负离子堆积情况：以半径大的Cl-作面心立方紧密堆积，形成n个 八面体空隙和2n个四面体空隙,根据Na+离子半径 大小以及正负离子之间结合的稳定性，Na+离子 是填入全部的八面体空隙中。(6)离子的配位数：r+0.102nm，r-0.1

10、81nm，r+/r-0.52，属0.414 0.732之间，可确定Na+配位数为6，根据化学式Na+:Cl-1:1，故Cl-的配位数也为6。(7)晶体的键型：NaCl属于离子键化合物，配位型离子晶体。,(8)一个晶胞占有正负离子的数目：Cl-离子数目：81/8+61/2=4，Na+离子数目：121/4+1=4，一个晶胞占有4个NaCl(Z=4)。(9)堆积系数：K=V/V0=V/a3=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/(2r+2r-)(10)同型结构的化合物：MgO，CaO，SrO，BaO，MnO，CoO，NiO等。,-ZnS晶胞,3)立方ZnS(-ZnS闪锌矿）型结构,(1)对称性：点群

11、 3Li44L36LP，空间群 F43m。(2)晶族晶系和晶胞常数：由于高次轴多于一个，有3个L4，属于高级晶族，立方晶系，a=b=c=0.540nm，=900。(3)空间格子：属于面心立方格子。(4)质点的空间坐标：S2-：0 0 0，0,0，0；Zn2+：，,，。,(5)正负离子堆积情况：以一种离子（S2-或Zn2+）作面心立方紧密堆积，形成n个八面体空隙和2n个四面体空隙,另一种 离子（Zn2+或S2-）填入1/2的四面体空隙中，剩 余1/2四面体空隙和全部八面体空隙未被正离子 占据（空着）。(6)离子的配位数：理论上r+/r-=0.414，阳离子配位数应为6，但实际是4，这是由于离子极

12、化结果，使正负 离子之间距离缩短，配位数降低的原因。根据化学式S2-的配位数也为4。,(7)晶体的键型：由于极化结果，使得结构的共价键程度增加，所以该结构属于配位型的极性晶体。(8)一个晶胞占有正负离子的数目：S2-离子数目：81/8+61/2=4，Zn2+离子数目：14=4，一个晶胞占有四个ZnS(Z=4)。,(9)堆积系数：K=V/V0=V/a3 a用余弦定理确定=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/a3(10)同型结构的化合物：-SiC，GaAs，AIP，InSb，BeS，CdS，HgS，硒化物和碲化物。,4)六方ZnS(-ZnS纤锌矿）型结构,(1)对称性：空间群 P63mc。(2)

13、空间格子：六方晶系(3)质点的空间坐标：,S2-：(0,0,0),(2/3,1/3,1/2)Zn2+：(0,0,5/8),(2/3,1/3,1/8),S2-：(0,0,0),(1/3,2/3,1/2)Zn2+：(0,0,3/8),(1/3,2/3,7/8),(5)正负离子堆积情况：以S2-作六方紧密堆积，形成n个八面体空隙和 2n个四面体空隙,Zn2+离子是填入1/2的四面体 空隙中，剩余1/2四面体空隙和全部八面体空隙 未被正离子占据（空着）。(6)离子的配位数：由于离子极化影响，配位数从6降至4，故每个S2-被4个ZnS4四面体共用，且4个四面体共顶连接。,(7)晶体的键型：由于极化结果，

14、使得结构的共价键程度增加，所以该结构属于配位型的极性晶体。(8)一个晶胞占有正负离子的数目：S2-离子数目：81/8+61/2=4，Zn2+离子数目：14=4，一个晶胞占有四个ZnS(Z=4)。,(9)堆积系数：K=V/V0=V/a3 a用余弦定理确定=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/a3(10)同型结构的化合物：ZnO、ZnSe、AgI、BeO等,立方ZnS和六方ZnS是非常重要的两种晶体结构.已投入使用的半导体除Si、Ge单晶为金刚石型结构外，III-V族和II-VI族的半导体晶体都是ZnS型，且以立方ZnS型为主.例如：GaP,GaAs,GaSb，InP,InAs,InSb,CdS

15、,CdTe,HgTe,38,2、AB2型化合物结构,CaF2型结构 TiO2（金红石）型结构-方石英（方晶石）型结构,1)CaF2(萤石)型结构,CaF2晶胞,(1)对称性：点群，3L44L36L29PC 空间群Fm3m。(2)晶族晶系和晶格常数：由于高次轴多于一个，有3个L4，属于高级晶族，立方晶系，a=b=c=0.545nm，=900。(3)空间格子：属于面心立方格子。(4)质点的空间坐标：Ca2+：0 0 0，0，0，0；F-：,，。,(5)正负离子堆积情况：以Ca2+作面心立方紧密堆积，形成n个八面体空隙 和2n个四面体空隙,F-离子填入全部的四面体空隙 中，全部的八面体空隙未被占据（

16、空着）。(6)离子的配位数：r+0.112nm，r-0.131nm，r+/r-0.85，可确定Ca2+配位数为8，根据化学式Ca2+:F-1:2，故F-的配位数为4。,(7)晶体的键型：CaF2属于离子键化合物，配位型离子晶体。(8)一个晶胞占有正负离子的数目：Ca2+离子数目：81/8+61/2=4，F-离子数目：81=8，一个晶胞占有四个CaF2(Z=4)。,(9)堆积系数：K=V/V0=V/a3 a用余弦定理确定=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/a3(10)同型结构的化合物：BaF2，PbF2，SnF2，CeO2，ThO2，UO2 和低温型ZrO2等。,金红石晶体结构,2)TiO2

17、(金红石)型结构,(1)对称性：点群 L44L25PC，空间群 P4/mnm。(2)晶族晶系和晶胞常数：只有一个高次轴L4，属于中级晶族，四方晶系 a=b=0.459nm，c=0.296nm，=900。(3)空间格子：属于四方原始格子。(4)质点的空间坐标：Ti4+：0 0 0，；O2-：u u 0,(1-u)(1-u)0，(+u)(-u)，(-u)(+u)，其中u为一结构参数，u=1/3,(5)正负离子堆积情况：结构中以O2-作紧密堆积，形成n个八面体空隙 和2n个四面体空隙,Ti4+填入1/2的八面体空隙中。(6)离子的配位数：r+0.061nm，r-0.140nm，r+/r-0.44，可

18、确定Ti4+配位数为6，据化学式Ti4+:O2-2:1，故O2-的配位数为3。,(7)晶体的键型：TiO2属于离子键化合物，配位型离子晶体。(8)一个晶胞占有正负离子的数目：O2-离子数目：41/2+2=4，Ti4+离子数目：81/8+1=2，一个晶胞占有二个TiO2(Z=2)。,(9)堆积系数：K=V/V0=V/a2c=(4/3r+3n+4/3r-3n-)/a2c(10)同型结构的化合物：GeO2，SnO2，PbO2，MnO2，MoO2，NbO2，WO2，CoO2，MnF2和MgF2等。,49,3、A2B3型化合物结构,-Al2O3（刚玉）型结构为典型结构,三方晶系 空间群 ao=0.514

19、 nm，=5517 CN+=6 CN-=4，O2-与4个Al3+形成静电键,O2-密排六方堆积排列（ABAB二层重复型）Al3+填充于2/3八面体空隙。,Al3+的分布规律：原则从Pauling规则出发，在同一层和层与层 之间，Al3+之间的距离应保持最远，宏观上 呈现均匀分布，以减少Al 3+之间的静电斥力，有利于结构的稳定性。,因此每三个相邻的八面体空隙应有一个是 有规则地空着的，这样六层构成一个完整周期。,结构与性质 硬度高（莫氏9级）熔点高达2050C 力学性能颇佳,同类型结构-Fe2O3、Cr2O3、Ti2O3、V2O3,54,4、ABO3型化合物结构,典型结构 CaTiO3（钙钛矿

20、）型结构 方解石（CaCO3）型结构,通 式：ABO3 A 二价（或一价）B 四价（或五价）,（高温时）立方晶系简单立方格子Pm3m空间群,（600C）正交晶系简单正交格子PCmm空间群,1)CaTiO3(钙钛矿)型结构,CaTiO3晶体结构,Ca2+和O2-构成面心立方结构，Ca2+在立方体的顶角，O2-在立方体的六个面心上，Ti4+填于6个O2-构成的八面体 TiO6空隙中，且只 填满1/4的八面体空隙。,TiO6八面体群相互以顶点相接，Ca2+则填于TiO6八面体群的空隙中，并被12个O2-所包围，故：CNCa2+=12，CNO2-=6，CNTi4+=6,从鲍林规则知：Ti-O离子间的静

21、电键强度S为2/3，Ca-O离子间的S为1/6，每个O2-被2个TiO6八面体 和14个CaO12十四面体所共用，O2-的电价为 2/32+1/64=2，电价饱和，结构稳定,同类结构的有：BaTiO3，SrTiO3，PbTiO3，CaZrO3，PbZrO3，SrZrO3，SrSnO3等。,三方晶系 R3C 其结构可以归之为 变了形的NaCl结构，将NaCl的三次轴竖立 并加压，直至边间角 变为101.55。然后 用Ca2+代替Na+，CO32-代替Cl-。,2)CaCO3(方解石)型结构,每个晶胞中有4个Ca2+和4个CO32-络合离子；每个Ca2+被6个CO32-所包围，配位数为6；络合离子

22、CO32-中3个O2-作等边三角形排列，C4+在三角形的中心。,同类型结构的有：MgCO3，CaMg（CO3）2,62,5、AB2O4型化合物结构,典型结构 MgAl2O4（尖晶石）型结构,通式：AB2O4 A 二价离子 B 三价离子 两种正离子的总价数必须等于 8,立方晶系 立方面心格子 Fd3m空间群 ao=0.808 nm 一个晶胞中分子数为8，故有32个O2-，16个Al3+和8个Mg2+,O2-：面心立方紧密堆积；Mg2+：填充在1/8的氧四面体中心，配位数为4；Al3+：填充在1/2的氧八面体中心，配位数为6。,这种结构可看成由8个亚晶胞组成，亚晶胞分两种类型。,甲型中Mg2+位于

23、单元的中心和4个顶角，O2-位于各条体线对角上距临空顶角1/4处。,乙型中Mg2+位于4个顶角上，O2-位于各条体对角线上距Mg2+顶角1/4处。,Al3+位于4条体对角线上距临空顶角的1/4.,若把MgAl2O4晶格看作是O2-立方密排结构，八面体间隙有一半被Al3+所填，而四面体间隙只有1/8被Mg2+所填。,同类型结构的有：ZnFe2O4，FeAl2O4，ZnAl2O4，CdFe2N4，MnAl2O4等。,67,三、硅酸盐的晶体结构,硅和氧是地壳中分布最广的两种元素，分布量各约占25%和50%。硅的主要存在形式是硅酸盐和硅石。,硅酸盐的结构复杂，因为其中的正、负离子都 可以被其它的离子全

24、部或部分取代。,硅酸盐的化学式写法：1）把构成这些硅酸盐的氧化物写出来，按1价、2价、3价金属氧化物，最后是SiO2。如钾长石为 K2OAl2O36SiO22）如无机盐络合物的写法，先1价、2价金属离子，其次是Al3+和Si4+，最后是O2-，按一定离子数比例写出其化学式。如钾长石为KAlSi3O8,硅酸盐晶体结构结构特点:,1)硅酸盐结构中Si4+间不存在直接的键，键的联接 是通过O2-来实现。每一个Si4+存在于四个O2-为顶点的四面体中心，构成SiO44-四面体。,2)每一个SiO44-四面体的每一个顶点，即O2-最多 只能为两个SiO44-四面体所共用。若结构中只有一个Si4+与O2-

25、相连接，则O2-有 未饱和的电价，将由其它的正离子来与之相连，形成各种不同类型的硅酸盐。,3)SiO44-四面体间只能共顶连接成单链、双链或 成层状、网状的复杂结构，但不能共棱和共面连接。在同一类型硅酸盐中，SiO44-四面体间的连接方式 只有一种。,4)SiO44-四面体中的Si-O-Si结合键通常不是一条 直线，而是呈键角145。的折线。,SiO44-四面体,SiO平均距离 0.160 nm（r+r-）电负性差=1.7SiO键并非纯离子键结合相当高共价键成分离子键和共价键约各占一半,桥氧,活性氧（非桥氧）：SiO44-四面体中与1个Si 相联结的O。惰性氧（桥氧）：SiO44-四面体中与2

26、个Si相联结的O，其电荷已 中和。,74,1、孤岛状硅酸盐,SiO4四面体在结构中不直接连接,而靠MO6连接起来的,即SiO4四面体被MO6八面体隔离.,络阴离子:,SiO44-,晶体代表:Mg2SiO4(镁橄榄石)，ZrSiO4(锆英石)、(MgFe)2SiO4(橄榄石),孤立四面体,橄榄石(Mg,Fe)2SiO4,特点：,1）SiO44-只通过O-Mg-O键连接在一起；2）Mg2+周围有6个O2-位于正八面体的顶角，故整个结构是由四面体和八面体构成的。3）O2-近似按照六方排列。4）二价离子Fe2+、Ca2+可以取代其中的Mg2+，形成(Mg,Fe)2SiO4或(Mg,Ca)2SiO4,7

27、8,2、组群状结构,二个、三个、四个或六个SiO4四面体通过公共氧连接而成的四面体群体，这种群体看成一个结构单元。结构单元在结构中不直接连接,而靠MO6连接起来。,络阴离子:,Si2O76-，Si3O96-，Si4O126-，Si6O1812-,绿柱石 Be3Al2Si6O18,晶体代表:,双四面体,Si2O76-,环状硅氧骨干,Si3O96-,Si4O128-,Si6O1812-,组群状 三方环,绿柱石Be3Al2Si6O18,结构单元是6个硅氧四面体形成的六节环，环之间靠Al3+和Be2+离子连接。Al3+的配位数是6，与硅氧网络的非桥氧形成AlO6八面体；Be2+配位数是4，构成BeO4

28、四面体。,绿柱石,环与环相叠，上下两层错开30。上下叠置的六节环内形成通道，可储有K+，Na+，Cs+及水分子，使绿柱石结构成为离子导电的载体。,结构与绿柱石相似，六节环中有一个SiO4四面体中的Si4+被Al3+所取代，环外的（Be3Al2）被（Mg2Al3）所取代。具有优良的抗热、抗振性能。,堇青石 Mg2Al3AlSi5O18,85,3、链状结构,无数个SiO44-间通过共用2或3个角顶，沿一维方向彼此相连，无限延伸成链。链间为其他金属阳离子联结。常见单链和双链。,络阴离子:,单链 Si2O64-双链 Si4O116-,透辉石CaMgSi2O6、透闪石Ca2Mg5Si4O112(OH)2

29、,晶体代表:,单链,结构单元为SiO3n2n-由于Si-O键比链间M-O键强得多，故链状硅酸盐矿物易于沿链间结合较弱处裂成纤维。,同类结构：透辉石CaMgSi2O6 顽辉石MgSiO3 锂辉石LiAlSi2O6等,双链,结构单元为Si4O11n6n-,同类结构：透闪石Ca2Mg5Si4O112(OH)2斜方角闪石(Mg,Fe)7Si4O112(OH)2硅线石AlAlSiO5莫来石AlAl1+xSi1-XO5-X/2(X=0.250.4)等,89,4、层状结构,SiO44-四面体的某一个面（由3个氧离子组成）在平面内以共用顶点的方式连接成六角对称的二维结构。,络阴离子:,Si4O1012-,晶体

30、代表:Mg3Si4O10(OH)2(滑石)、Al4Si4O10(OH)8(高岭石)、KAl2AlSi3O10(OH)2(白云母),层状硅氧骨干,多为二节单层，即以两个硅氧四面体的连接为一个重复周期，另外还有一个氧离子自由端，价态未饱和，称为活性氧。六元环状单层结构中，Si4+分布在同一高度，单元大小可在六元环层中取一个矩形，结构单元内氧/硅比为10：4，故其化学式可写成Si4O104-,活性氧将与金属离子结合形成稳定结构。活性氧与其他负离子一起与金属正离子相边接时，构成Me(O,OH)6八面体；活性氧与四面体相连接构成双层结构；八面体层的两侧各与四面体层结合构成三层结构的硅酸盐结构,层内Si-

31、O键和Me-O键要比层与层之间分子键或氢键强得多，故这种结构易从层间剥离，形成片头解理。,同类结构：高岭土 Al4Si4O10(OH)8 滑石 MgSi4O10(OH)2 蒙脱石(MxnH2O)(Al2-xMgx)Si4O10(OH)2,滑石,蛇文石,94,5、架状结构,硅氧四面体所有四个顶点均与相邻硅氧四面体的顶点相连,并向三维空间伸延的架状结构。,络阴离子:,SiO2,石英SiO2，KAlSi3O8（钾长石），NaAlSi3O8（钠长石），CaAl2Si2O8（钙长石）和BaAl2Si2O8（钡长石）,晶体代表:,图示出了a-方石英的晶体结构，Si4+的排列方式与金刚石结构完全相同，在距离

32、最近且完全等距离的每2个Si4+之间插入O2-，就构成了a-方石英的晶体结构。,1.石英晶体结构,石英 870 鳞石英 1470 方石英 1713 熔体 573 160 180-270 石英 鳞石英 方石英 117 鳞石英,如果变体之间的转变不涉及晶体结构中键的破裂和重建，转变时质点只需稍作位移，键角稍作调整，转变过程迅速，这种转变称为 位移型转变。,如果变体之间的转变涉及键的破裂和重建，过程比较缓慢，这种转变称为重建型转变。,位移性和重建性转化示意图,石英架状,石英3个主要变体-石英-鳞石英-方石英,石英3个主要变体-石英-鳞石英-方石英,结构差别 SiO4连接方式不同：-石英 没有对称中心

33、，键角150-鳞石英 有对称平面，键角180-方石英 有对称中心，键角180,2.长石晶体结构,在架状结构的硅氧四面体中，有部分Si4+被Al3+取代，形成由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状结构。,Si4+被Al3+取代，使得结构中O2-电价未被饱和，必须与其他正离子（K+、Na+、Ca2+、Ba2+等）结合，用以饱和O2-的负电价,长石架状硅氧骨干,106,第五节 共价晶体结构,第、A族元素、许多无机非金属材料和聚合物都是共价键结合。共价晶体中每个原子都有8-N个最近邻的原子。（N为原子的价电子数）共价晶体中原子的配位数比金属晶体和离子晶体小,金刚石,每个碳原子均有4个等距离的最近邻原子，全部按共价键结合，符合8-n规则。,晶体结构属于复杂的面心立方结构，碳原子除FCC排列外，立方体内还有 位于4个四面体间隙中心位置的原子，其坐标分别为：，晶胞内有8个原子（Z=8）,结构相同：-Sn，Si，Ge，SiC，ZnS（闪锌矿）,作业4：,1、已知Cs+半径为0.170nm，Cl-半径为0.181nm，计算堆积系数。2、下列硅酸盐化合物属于什么结构类型？说明理由。（MgFe)2SiO4，BaTiSi3O9，CaAl2Si2O8,1、为什么滑石比高岭石软？2、为什么石英不同系列变体之间转化温度比同系列变体之间 转化温度高得多,思考题：,