晶体化学基本原理PPT精选PPT.ppt

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1、关于晶体化学基本原理关于晶体化学基本原理PPT第1页，讲稿共49张，创作于星期二重点：重点：1.球体紧密堆积的方式球体紧密堆积的方式 2.配位数及配位数及配位多面体配位多面体 3.鲍林规则内容及应用鲍林规则内容及应用难点：难点：鲍林规则的应用鲍林规则的应用第2页，讲稿共49张，创作于星期二第一节第一节晶体中的键合晶体中的键合第3页，讲稿共49张，创作于星期二类型类型离子键离子键共价键共价键金属键金属键范德华键范德华键结构结构特征特征无方向性无方向性有方向性、有方向性、饱和性饱和性无方向性无方向性无方向性无方向性键强键强中强至强中强至强中强至强中强至强各种强度各种强度弱弱晶体晶体性质性质强度高、

2、硬强度高、硬度大、无延度大、无延展性；绝缘展性；绝缘体，熔体中体，熔体中离子导电离子导电强度高、硬度强度高、硬度大、无延展性；大、无延展性；绝缘体（半导绝缘体（半导体），熔体不体），熔体不导电导电具有各种强具有各种强度和硬度、度和硬度、延展性好；延展性好；导电性能好导电性能好 熔体导电熔体导电强度低、硬强度低、硬度小；绝缘度小；绝缘体，熔体不体，熔体不导电导电第4页，讲稿共49张，创作于星期二v硅酸盐晶体硅酸盐晶体中，中，R+_O键键为典型的离子键为典型的离子键 Si_O键键中离子键共价键成分各占中离子键共价键成分各占50%v根据元素根据元素电负性电负性，可估计原子之间化学键的性质。电负性相差

3、可估计原子之间化学键的性质。电负性相差较大的元素的原子结合时，即成离子键。而电负性相差较小的则形较大的元素的原子结合时，即成离子键。而电负性相差较小的则形成共价键。成共价键。v一种晶体，不只存在一种性质的键，而经常是几种型式的一种晶体，不只存在一种性质的键，而经常是几种型式的键组合起来构成晶体，如粘土矿物中就存在着分子键和带有键组合起来构成晶体，如粘土矿物中就存在着分子键和带有共价性的离子键。共价性的离子键。第5页，讲稿共49张，创作于星期二第二节第二节 晶体化学基本原理晶体化学基本原理第6页，讲稿共49张，创作于星期二一、原子半径和离子半径一、原子半径和离子半径 有效半径有效半径:在晶体结构

4、中原子和离子的有效半径是指离子或在晶体结构中原子和离子的有效半径是指离子或原子在晶体结构中处于相接触时的半径。原子在晶体结构中处于相接触时的半径。在在离子晶体离子晶体中，一对相邻接触阴阳离子的中心距，中，一对相邻接触阴阳离子的中心距，即为该阴阳离子的离子半径之和即为该阴阳离子的离子半径之和,r0=r+r-在在共价晶体共价晶体中，两个相邻键合原子的中心距，即为这两个中，两个相邻键合原子的中心距，即为这两个原子的共价半径之和。原子的共价半径之和。在在金属单质金属单质晶体中，两个相邻原子中心距的一半，就是晶体中，两个相邻原子中心距的一半，就是金属原子半径。金属原子半径。第7页，讲稿共49张，创作于星

5、期二二、球体紧密堆积原理二、球体紧密堆积原理1、等大球体的最紧密堆积及其空隙等大球体的最紧密堆积及其空隙(1)堆积方式堆积方式六方最紧密堆积：六方最紧密堆积：见演示图见演示图 ABAB立方最紧密堆积：见演示图立方最紧密堆积：见演示图 ABCABC第8页，讲稿共49张，创作于星期二 面心立方结构的原子堆积方式 密排六方的原子堆垛方式 A层B层C层返回返回8第9页，讲稿共49张，创作于星期二A层B层C层 面心立方晶胞原子堆垛方式 密排六方晶胞原子堆垛方式第10页，讲稿共49张，创作于星期二(B)立方最紧密堆积立方最紧密堆积ABCABC(A)六方最紧密堆积六方最紧密堆积ABABA第11页，讲稿共49

6、张，创作于星期二 (3)球体数（球体数（n）与空隙数量的关系：）与空隙数量的关系：若有若有n个球体作最紧密堆积则必有个球体作最紧密堆积则必有n个八面体空隙和个八面体空隙和2n个个四面体空隙。四面体空隙。(2)空隙空隙 四面体空隙：由四个球包围，四个球体中心的连线构成四面体空隙：由四个球包围，四个球体中心的连线构成一个四面体形状。一个四面体形状。见图见图(未穿透两层的空隙未穿透两层的空隙)八面体空隙：由六个球包围，六个球体中心的连线构八面体空隙：由六个球包围，六个球体中心的连线构成一个八面体形状。见图成一个八面体形状。见图(连续穿透两层的空隙连续穿透两层的空隙)第12页，讲稿共49张，创作于星期

7、二2、不等径球体的紧密堆积不等径球体的紧密堆积 较大的球体成等大球体紧密堆积方式，较小的球体则充较大的球体成等大球体紧密堆积方式，较小的球体则充填在四面体或八面体空隙中，形成不等径球体的紧密堆积。填在四面体或八面体空隙中，形成不等径球体的紧密堆积。离子晶体结构离子晶体结构中中,相当于半径较大的阴离子作最紧密堆相当于半径较大的阴离子作最紧密堆积积,半径较小的阳离子则填充于空隙中。半径较小的阳离子则填充于空隙中。.第13页，讲稿共49张，创作于星期二三、配位数和配位多面体三、配位数和配位多面体1、配位数（、配位数（CN）定义：定义：一个原子（或离子）的配位数是指在晶体结构中，与一个原子（或离子）的

8、配位数是指在晶体结构中，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。一般地：一般地：金属单质晶体金属单质晶体:配位数较高，多为配位数较高，多为12或或8;共价晶体共价晶体:配位数较低，配位数较低，4；离子晶体离子晶体:比共价晶体高，比金属晶体低，一般为比共价晶体高，比金属晶体低，一般为4 4或或6 6。若阴离。若阴离子不作紧密堆积，阳离子还可能出现其它配位数，离子晶体的配位数子不作紧密堆积，阳离子还可能出现其它配位数，离子晶体的配位数取决于正、负离子的半径比。取决于正、负离子的半径比。第14页，讲稿共49张，创作于星期二正负离子半径比正负离子半

9、径比(r(r+/r/r-)的临界值与配位数的关系的临界值与配位数的关系 下图为配位数等于下图为配位数等于3 3时，晶体中阴阳离子紧密接触的一种极限状态时，晶体中阴阳离子紧密接触的一种极限状态.由由图可知：图可知：b=2rb=2r-a=r a=r+r+r-r r-/a=r/a=r-/(r/(r+r+r-)=sina=sin60)=sina=sin60o or r+/r/r-=1/sin60=1/sin60o o-1=0.155-1=0.155第15页，讲稿共49张，创作于星期二讨论：讨论：1 1、r r+/r/r-0.1550.155时，时，正负离子不会相互接触，而负离子相接正负离子不会相互接触

10、，而负离子相接触，静电引力小而斥力大，体系处于不稳定状态。触，静电引力小而斥力大，体系处于不稳定状态。2 2、r r+/r/r-0.1550.155时，时，正负离子相互接触，而负离子脱离接触，正负离子相互接触，而负离子脱离接触，引力大而斥力小，能量低，体系稳定。由此看来，正负离引力大而斥力小，能量低，体系稳定。由此看来，正负离子半径比直接影响着体系的稳定性，对于配位数为子半径比直接影响着体系的稳定性，对于配位数为3 3的必的必要条件应是：要条件应是：r r+/r/r-0.1550.155。3 3、r r+/r/r-增大到增大到0.2250.225时，时，正离子周围即可能配置正离子周围即可能配置

11、4 4个负离子，依个负离子，依据同样的方法类似推理，可得出配位数为据同样的方法类似推理，可得出配位数为6 6和和8 8时正负离子时正负离子半径比的临界值，于是可得出正负离子半径比和配位数的半径比的临界值，于是可得出正负离子半径比和配位数的关系。见表关系。见表2-92-9第16页，讲稿共49张，创作于星期二r+/r-配位数配位数离子结构形状离子结构形状00.1550.2250.4140.7321.0 2 3 4 6 812直线直线三角形三角形四面体四面体八面体八面体立方体立方体密堆积密堆积注：注：当当r r+/r/r-处于边界值附近时，同一阳离子的配位数可以不止一个，如处于边界值附近时，同一阳离

12、子的配位数可以不止一个，如AlAl3+3+与与OO2-2-离子配位时，离子配位时，CNCN可以是可以是4 4，即，即 AlOAlO4 4；也可以形成八面体配位，即；也可以形成八面体配位，即AlOAlO6 6。第17页，讲稿共49张，创作于星期二r+/r-=0.414 此图为配位数等于此图为配位数等于6 6时，阴离子成最紧密堆积，阳离子处于时，阴离子成最紧密堆积，阳离子处于八面体空隙中，正负离子刚好接触的情况：八面体空隙中，正负离子刚好接触的情况：第18页，讲稿共49张，创作于星期二 晶体结构中阳离子和阴离子的位置关系有以下三种情况：晶体结构中阳离子和阴离子的位置关系有以下三种情况：阴阳离子相互

13、接触，但阴离子被撑开，稳定。阴阳离子相互接触，但阴离子被撑开，稳定。阴阳离子相互接触，阴离子也正好接触，稳定。阴阳离子相互接触，阴离子也正好接触，稳定。阴阳离子不接触，只有阴离子接触，不稳定。阴阳离子不接触，只有阴离子接触，不稳定。第19页，讲稿共49张，创作于星期二负离子配位数负离子配位数 化学式中正离子数化学式中正离子数正离子配位数正离子配位数 化学式中负离子数化学式中负离子数附附:负离子配位数的计算：负离子配位数的计算：如如：CaF2 其中其中 Ca2+的的CN=8 则则 F-的的CN=4第20页，讲稿共49张，创作于星期二(3)影响配位数的因素影响配位数的因素 除正负离子半径比外，还有

14、温度、压力、除正负离子半径比外，还有温度、压力、正离子类型以及极化性质等。正离子类型以及极化性质等。对于典型的离子晶体，在常温常压下，对于典型的离子晶体，在常温常压下，如果正离子不变形或变形很小，其配位情况如果正离子不变形或变形很小，其配位情况主要取决于正、负离子半径比，否则应考虑主要取决于正、负离子半径比，否则应考虑离子极化对晶体结构的影响离子极化对晶体结构的影响。第21页，讲稿共49张，创作于星期二2 2、配位多面体、配位多面体定义：定义：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）成配位关系而相邻结合的各个阴离子（或原子），它

15、们的中心连线所构配位关系而相邻结合的各个阴离子（或原子），它们的中心连线所构成的多面体。多面体的形状取决于阴离子数量的多少。成的多面体。多面体的形状取决于阴离子数量的多少。第22页，讲稿共49张，创作于星期二附附 硅酸盐晶体结构中正负离子的配位关系硅酸盐晶体结构中正负离子的配位关系:vSi4+:SiO4四面体中心四面体中心vAI3+:AIO6八面体中心八面体中心vMg2+、Fe2+、Fe3+:一般位于一般位于6O2-形成的形成的 MO6八面体中心八面体中心第23页，讲稿共49张，创作于星期二作业作业:2-8补充补充:1、据半径比的关系、据半径比的关系,说明下列离子与说明下列离子与O2-配位时的

16、配位时的配位数各是多少配位数各是多少?ro2-=0.132nm r si4+=0.039nm r k+=0.131nm rAI3+=0.057nm r Mg2+=0.078nm2、Mg2+的半径为的半径为0.072nm，O2-的半径为的半径为0.140 nm，计算，计算MgO晶体的堆积系数与密度。晶体的堆积系数与密度。第24页，讲稿共49张，创作于星期二四、离子的极化四、离子的极化 配位数取决于阴阳离子的半径比，有时会发生意外配位数取决于阴阳离子的半径比，有时会发生意外.例如银的卤化物例如银的卤化物AgCl，AgBr和和AgI，按正负离子半径比预测，按正负离子半径比预测，Ag+离子的配位数都是

17、离子的配位数都是6，属于，属于NaCl型结构，但实际上型结构，但实际上AgI晶体属于晶体属于配位数为配位数为4的立方的立方ZnS型结构，见表型结构，见表2-7。Zn0Zn0：r+/r-=0.63r+/r-=0.63，配位数应为，配位数应为6 6，但实际上，但实际上ZnOZnO的配位数为的配位数为4 4（不属（不属NaC1NaC1型，而属于型，而属于ZnSZnS型）。型）。Ca0Ca0：r+/r-=0r+/r-=08080，不属，不属CsClCsCl而属而属NaClNaCl型型 这是由于这是由于离子间很强的极化作用，使离子间强烈靠近，配位数降低，结离子间很强的极化作用，使离子间强烈靠近，配位数降

18、低，结构类型发生变化。构类型发生变化。由于极化使离子的电子云变形失去球形对称，相互重由于极化使离子的电子云变形失去球形对称，相互重叠，导致键性由离子键过渡为共价键。叠，导致键性由离子键过渡为共价键。第25页，讲稿共49张，创作于星期二表表1-8 离子极化与卤化银晶体结构类型的关系离子极化与卤化银晶体结构类型的关系 第26页，讲稿共49张，创作于星期二 1.定义：定义：前面所讨论的都是把离子当作不可压缩的圆球来处理。前面所讨论的都是把离子当作不可压缩的圆球来处理。但实际上，离子并不完全是一个圆球，离子在紧密相接的时候，但实际上，离子并不完全是一个圆球，离子在紧密相接的时候，带电荷的离子所生成的电

19、场，就要对另一离子的电子云发生作带电荷的离子所生成的电场，就要对另一离子的电子云发生作用（斥或吸），因而使这个用（斥或吸），因而使这个离子的大小和形状发生了改变离子的大小和形状发生了改变，就叫做极化（下图）。就叫做极化（下图）。离子的极化情况常用可极化性与极化离子的极化情况常用可极化性与极化力来说明。力来说明。第27页，讲稿共49张，创作于星期二 2.2.离子极化的两个方面：离子极化的两个方面：被极化（可极化性、自身被极化）：被极化（可极化性、自身被极化）：一个离子在其它离子所一个离子在其它离子所产生的外电场作用下发生极化。产生的外电场作用下发生极化。被极化程度的大小用被极化程度的大小用极化率

20、极化率 来表示：来表示：其中其中 离子的诱导偶极矩离子的诱导偶极矩 =el F离子所在位置的有效电场强度离子所在位置的有效电场强度第28页，讲稿共49张，创作于星期二(2)(2)主极化：主极化：一个离子以本身的电场作用于周围离子，使其它一个离子以本身的电场作用于周围离子，使其它离子极化。离子极化。v极化力：极化力：=W/r=W/r2 2 r r离子半径离子半径 WW离子的电价离子的电价v极化力反映了极化周围其它离子的能力极化力反映了极化周围其它离子的能力v在离子晶体中，被极化的主要是负离子，即正离子为极化者，在离子晶体中，被极化的主要是负离子，即正离子为极化者，负离子作为被极化者。负离子作为被

21、极化者。第29页，讲稿共49张，创作于星期二注意：注意：（1）自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存）自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存在。在。正离子正离子半径较小，电价较高，半径较小，电价较高，极化力极化力表现明显，不易被极表现明显，不易被极化；化；负离子负离子则相反，经常表现出则相反，经常表现出被极化被极化的现象，电价小而半的现象，电价小而半径较大的负离子（如径较大的负离子（如I，Br等）尤为显著。等）尤为显著。（2）考虑离子间相互极化作用时，一般只考虑正离子对）考虑离子间相互极化作用时，一般只考虑正离子对负离子的极化作用，负离子的极化作用，但当正离子为但当正离子为18电子构型

22、时，必须考虑负电子构型时，必须考虑负离子对正离子的极化作用，以及由此产生的诱导偶极矩所引起离子对正离子的极化作用，以及由此产生的诱导偶极矩所引起的附加极化效应。的附加极化效应。第30页，讲稿共49张，创作于星期二3 3、极化对晶体结构的影响：、极化对晶体结构的影响：极化会对晶体结构产生显著影响，主要表现为极化会对晶体结构产生显著影响，主要表现为 （1）极化会导致正负离子间）极化会导致正负离子间距离距离缩短缩短（键长缩短）键长缩短），离子配离子配位数降低位数降低。（2）变形的电子云相互重叠，使键性由）变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过离子键向共价键过渡渡，最终使最终使晶体结构类型发生

23、变化晶体结构类型发生变化。第31页，讲稿共49张，创作于星期二由于离子的极化作用，使其正负电荷中心不重由于离子的极化作用，使其正负电荷中心不重合，产生偶极矩，见合，产生偶极矩，见图图1-7。如果正离子的极化力很。如果正离子的极化力很强，将使负离子的电子云显著变形，产生很大的偶强，将使负离子的电子云显著变形，产生很大的偶极矩，加强了与附近正离子间的吸引力，使得正负极矩，加强了与附近正离子间的吸引力，使得正负离子更加接近，距离缩短，配位数降低，如离子更加接近，距离缩短，配位数降低，如图图1-8所所示。示。第32页，讲稿共49张，创作于星期二图1-7 离子极化作用示意图 第33页，讲稿共49张，创作

24、于星期二图1-8 负离子在正离子的电场中被极化使配位数降低第34页，讲稿共49张，创作于星期二 五、电负性：五、电负性：表示形成负离子倾向大小的量度称为电负性表示形成负离子倾向大小的量度称为电负性。第35页，讲稿共49张，创作于星期二综上所述，离子晶体的结构主要取决于综上所述，离子晶体的结构主要取决于离子间的相对离子间的相对数量数量(反映在原子比例方面反映在原子比例方面)，离子的相对大小离子的相对大小(反映在离子反映在离子半径比上半径比上)以及以及离子间的极化离子间的极化等因素。这些因素的相互等因素。这些因素的相互作用又取决于晶体的化学组成，其中何种因素起主要作用又取决于晶体的化学组成，其中何

25、种因素起主要作用，要视具体晶体而定，不能一概而论。作用，要视具体晶体而定，不能一概而论。第36页，讲稿共49张，创作于星期二结晶化学定律结晶化学定律 即哥尔德希密特定律：一个晶体的结构，取决于其即哥尔德希密特定律：一个晶体的结构，取决于其组成单位的数目、相对大小以及极化性能。组成单位的数目、相对大小以及极化性能。第37页，讲稿共49张，创作于星期二 六、鲍林规则六、鲍林规则 主要适用于离子晶体或以离子键为主的晶体。主要适用于离子晶体或以离子键为主的晶体。1、鲍林第一规则、鲍林第一规则阴离子多面体规则阴离子多面体规则 围绕每一阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阴阳围绕每一阳离子，形成一个阴离子配

26、位多面体，阴阳离子的间距决定于它们的半径之和，阳离子的配位数则取决离子的间距决定于它们的半径之和，阳离子的配位数则取决于它们的半径之比。于它们的半径之比。应用：求阳离子的配位数。应用：求阳离子的配位数。第38页，讲稿共49张，创作于星期二阴阳离子半径比与阳离子的配位数阴阳离子半径比与阳离子的配位数00.1550.2250.4140.7321阳离子阳离子配位数配位数2346812阳离子阳离子配位配位多面体多面体的形状的形状哑铃哑铃状状等边等边三角三角形形四面四面体体八面体八面体立方体立方体截角立方体截角立方体(立方最紧立方最紧密堆积密堆积)截顶的两方截顶的两方双锥的聚形双锥的聚形(六方最紧密六方

27、最紧密堆积堆积)实例实例闪锌闪锌矿矿-ZnS食盐食盐NaCl荧石荧石CaF2自然金自然金Au自然锇自然锇Os第39页，讲稿共49张，创作于星期二2、鲍林第二规则鲍林第二规则静电价规则静电价规则 在在一一个个稳稳定定的的晶晶体体结结构构中中，每每个个阴阴离离子子的的电电价价等等于于（或或近近似似等等于于）其其邻邻近近的的阳阳离离子子至至该该阴阴离离子子的的各静电键强度的总和。各静电键强度的总和。即即 Z-=Si其中从中心阳离子至每一个配位阴离子的其中从中心阳离子至每一个配位阴离子的静电键强度静电键强度：Si=Z+/n Z+阳离子的电荷数阳离子的电荷数 n阳离子的配位数阳离子的配位数第40页，讲稿

28、共49张，创作于星期二 举例：举例：v(1)NaCl(1)NaCl配位八面体配位八面体 每个每个ClCl-同时是同时是6 6个配位八面体的顶点个配位八面体的顶点S=ZS=Z+/n=1/6 Z/n=1/6 Z-=Si=1/66=1 所以所以ClCl-为为-1-1价。价。v(2)TiO(2)TiO2 2(金红石金红石 6 6：3)3)每个每个O O2-2-同时是三个同时是三个TiOTiO6 6 配位八面体配位八面体的顶点的顶点S=4/6=2/3 ZS=4/6=2/3 Z-=Si=2/33=2 所以所以O O2-2-为为-2-2价。价。v(3)CaF(3)CaF2 2(萤石萤石 8 8：4)4)S=

29、2/8=1/4 ZS=2/8=1/4 Z-=Si=1/44=1而而F F-为为-1-1价，因此每个价，因此每个F F-是是4 4个个CaFCaF8 8 立方体的共用顶点。立方体的共用顶点。或者说或者说F F-的配位数为的配位数为4 4，Z Z-=Si=1/44=1第41页，讲稿共49张，创作于星期二 应用：应用：v(1)1)判断晶体结构是否稳定（满足静电平衡）。判断晶体结构是否稳定（满足静电平衡）。v(2)(2)判断共用一个顶点的多面体的数目（即确定阴离子配位数）。判断共用一个顶点的多面体的数目（即确定阴离子配位数）。例：例：SiOSiO4 4 中，根据电价规则，从中，根据电价规则，从SiSi

30、4+4+上分配至每个上分配至每个O O2-2-的静的静电键强度为电键强度为4/4=14/4=1，而，而O O2-2-的电价为的电价为-2-2，所以这样的，所以这样的O O2-2-还可以和还可以和其它的其它的SiSi4+4+或金属离子相配位。或金属离子相配位。AlOAlO6 6 八面体中，八面体中，S=3/6=1/2S=3/6=1/2MgOMgO6 6 八面体中，八面体中，S=2/6=1/3S=2/6=1/3第42页，讲稿共49张，创作于星期二 结论：结论：SiO4四面体中的每一个四面体中的每一个O2-还可同时与另一个还可同时与另一个SiO4中的中的Si4+配位（即两个四面体共用一个配位（即两个

31、四面体共用一个O2-）；或同时与两个）；或同时与两个AlO6八面体中的八面体中的Al3+相配位（即三个配位多面体共用同一个相配位（即三个配位多面体共用同一个O2-）；或者与）；或者与3个个MgO6八面体中的八面体中的Mg2+相配位（即四个多相配位（即四个多面体共用一个面体共用一个O2-），这样对），这样对SiO4四面体中的每个四面体中的每个O2-的电的电价就饱和了。价就饱和了。第43页，讲稿共49张，创作于星期二3 3、鲍林第三规则鲍林第三规则阴离子多面体的共顶、共棱和阴离子多面体的共顶、共棱和共面规则共面规则 原因原因：阴离子多面体在共棱、共面时，多面体中心距发生变化。阴离子多面体在共棱、共

32、面时，多面体中心距发生变化。共顶共顶 共棱共棱 共面共面 四面体四面体 1 0.58 0.331 0.58 0.33 八面体八面体 1 0.71 0.581 0.71 0.58 应用应用：解释解释SiOSiO4 4 一般共顶连接一般共顶连接 TiOTiO2 2中中TiOTiO6 6 八面体共棱八面体共棱 在配位结构中，阴离子多面体之间共棱、共用面的存在会在配位结构中，阴离子多面体之间共棱、共用面的存在会降低结构的稳定性，特别是高电价、低配位数的阳离子此效应降低结构的稳定性，特别是高电价、低配位数的阳离子此效应显著。显著。第44页，讲稿共49张，创作于星期二4 4、第四规则、第四规则-不同配位多

33、面体连接规则不同配位多面体连接规则 例例：镁橄榄石结构（：镁橄榄石结构（MgSiOMgSiO4 4）中有）中有SiOSiO4 4 四面体和四面体和MgOMgO66 八面体。但八面体。但SiSi4+4+电价高、配位数低，所以电价高、配位数低，所以SiOSiO4 4 四面四面体之间彼此无连接；但是体之间彼此无连接；但是SiSi4+4+与与MgMg2+2+间斥力较小，故间斥力较小，故SiOSiO4 4 和和MgOMgO6 6 之间却有共顶、共棱的情况。之间却有共顶、共棱的情况。在一个含有不同阳离子的晶体中，电价高而配位数小的那在一个含有不同阳离子的晶体中，电价高而配位数小的那些阳离子，不趋向于相互共

34、有配位多面体的要素。些阳离子，不趋向于相互共有配位多面体的要素。所谓共有配位多面体的要素是指共顶、共棱和共面。所谓共有配位多面体的要素是指共顶、共棱和共面。第45页，讲稿共49张，创作于星期二5 5、鲍林第五规则鲍林第五规则节约规则节约规则 在一个晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于最少在一个晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于最少数目。（数目。（本质不同的本质不同的结构组元是指在性质上有明显差别的结构组元是指在性质上有明显差别的不同配位方式）不同配位方式）如在硅酸盐晶体中，不会同时出现如在硅酸盐晶体中，不会同时出现SiO4和和Si2O7双四双四面体。面体。第46页，讲稿共49张，创作

35、于星期二 石榴石石榴石 CaCa3 3AlAl2 2SiSi3 3O O1212 CaCa2+2+、AlAl3+3+、SiSi4+4+配位数分别是配位数分别是8 8、6 6、4 4，阴离子为氧离子。，阴离子为氧离子。静电键强度：静电键强度：Ca-OCa-O：S=2/8=1/4S=2/8=1/4；Al-OAl-O：S=3/6=1/2S=3/6=1/2；Si-OSi-O：S=4/4=1S=4/4=1。O O2-2-离子的离子的电电荷数荷数为为2 2。可能存在的配位方式可能存在的配位方式:Ca Al Ca Al Ca Ca CaCa AlAl O O Si Si 或或 Si O Si O 和和 Si

36、 OSi O Ca Al Ca Al Ca Ca Ca Ca (正确正确)()(错误错误)第47页，讲稿共49张，创作于星期二作作 业业1：1.简述离子晶体中配位数不符合半径比规律的原因简述离子晶体中配位数不符合半径比规律的原因.2.碱金属氧化物碱金属氧化物Na2O属于反萤石结构，其中属于反萤石结构，其中O2-位于立方晶位于立方晶胞的顶点及面心位置，胞的顶点及面心位置，Na位于将立方晶胞切割成八个小位于将立方晶胞切割成八个小立方体后的小立方体的体心位置。据此说明立方体后的小立方体的体心位置。据此说明Na和和O2-的配的配位数各为多少？按照鲍林规则计算位数各为多少？按照鲍林规则计算O2-的电价是否饱和？的电价是否饱和？第48页，讲稿共49张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第49页，讲稿共49张，创作于星期二