第二章固体结构4.pdfVIP

2.4 离子晶体结构 典型的离子晶体是元素周期表中IA族的碱金属 元素Li ，Na ，K ，Rb ，Cs和ⅦA 的卤族元素F ， Cl，Br，I之间形成的化合物晶体。这种晶体是以正 负离子为结合单元的。例如NaCl晶体是以Na+和Cl- 为单元结合成晶体的。它们的结合是依靠离子键的 作用，即依靠正、负离子间的库仑作用。 2 离子晶体有关概念 离子晶体有关概念 1. 离子晶体(ionic crystal) ：由正、负离子通过 离子晶体(ionic crystal) 离子键按一定方式堆积起来而形成的。陶瓷大 多数属于离子晶体。 2. 离子半径(ionic radius) ：从原子核中心到其 离子半径(ionic radius) 最外层电子的平衡距离。对离子晶体，通常认 为晶体中相邻的正负离子中心之间的距离作为 + － 正负离子半径之和，即R0=R +R 。离子半径 大小并非绝对，同一离子随着价态和配位数而 变。 3. 离子堆积：离子晶体通常由负离子堆积成骨 离子堆积 架，正离子按其自身大小居于相应负离子空隙 （负离子配位多面体）。 3 4.配位数CN(coordination number) ：与某一 配位数CN(coordination number) 离子邻接的异号离子的数目。取决于正负离 子的半径比R+/R— ，常见的是4 、6、8。 5. 负离子配位多面体：离子晶体中与某一正离 负离子配位多面体 子成配位关系而邻接的各负离子中心线所构 成的多面体。 6. 离子晶体的特点：离子键、硬度高、强度 离子晶体的特点 大、脆性大、熔点高、热膨胀系数小、绝缘 等。典型的离子晶体是无色透明的。 4 2.4.1 离子晶体的结构规则 鲍林第一规则（负离子配位多面体规则） 在离子晶体中，正离子周围形成一 个负离子配位多面体，正负离子间的平衡 距离取决于正负离子半径之和，正离子的 配位数取决于正负离子的半径比。 5 离子晶体中稳定和不稳定的配位图形 6 7 鲍林第二规则 电价规则 在一个稳定的离子晶体结构中，每个负离子的 电价Z-等于或接近等于与之邻接的各正离子静电强 度S的总和： Z ⎛ ⎞ Z S + ∑ ∑ ⎜ ⎟ − i