第2章晶体结构.ppt

Zhengzhou University of Light Industry本节课重点本节课重点1 1、典型、典型AXAX型化合物的结构特征型化合物的结构特征2 2、典型、典型AXAX2 2型化合物的结构特征型化合物的结构特征1Zhengzhou University of Light Industry作业作业acb(100)aabbcc(110)(111)2Zhengzhou University of Light Industry3Zhengzhou University of Light Industry内容回顾（单质金属晶体）内容回顾（单质金属晶体）4Zhengzhou University of Light Industry2.2 2.2 二元无机化合物的晶体结构二元无机化合物的晶体结构v 总的轮廓总的轮廓v AX AX型结构型结构v AX AX2 2型结构型结构v A A2 2X X3 3型结构型结构5Zhengzhou University of Light Industry2.2.1 2.2.1 总的轮廓总的轮廓AX型型NaCl型（离子晶体）型（离子晶体）CsCl型（离子晶体型（离子晶体）ZnS型（含共价键，立方和六方型（含共价键，立方和六方ZnS））NiAs型（接近金属性）型（接近金属性）AX2型型CaF2型（离子晶体）型（离子晶体）SiO2型（离子晶体）型（离子晶体）TiO2型（离子晶体）型（离子晶体）层型层型CdI2和和CdCl2型（含共价键）型（含共价键）其他结构型式（立方或正方其他结构型式（立方或正方FeS2））二二元元化化合合物物AmXn型型AXn型型对称结构对称结构层型结构层型结构WO3型型n=3n＞＞3分子型结构分子型结构A2X3型型刚玉型刚玉型稀土稀土A型型稀土稀土C型型稀土稀土B型型6Zhengzhou University of Light Industry 晶晶体体结结构构可可以以通通过过晶晶胞胞的的大大小小与与形形状状、、原原子子（（离离子子））的的紧紧密密堆堆积积方方式式、、原原子子（（离离子子））填填充充空空隙隙的的类类型型及及位位置置、、配配位位数数及及配配位位多多面面体体的的配配置置方方式式及及其其他他需需要要的的信信息息来来描描述述。

最最常常用用的的方方法法有有坐坐标标系系法法、、密密堆堆积积法法、、配配位位多多面面体体配配置置法法在在这这里里讨讨论论时时以以密密堆积法堆积法为主，辅以坐标系法、配位多面体配置法为主，辅以坐标系法、配位多面体配置法7Zhengzhou University of Light Industry 一般从以下几方面分析晶体结构：一般从以下几方面分析晶体结构：v 晶体所属的晶系晶体所属的晶系v 晶体中质点的堆积方式及空间坐标晶体中质点的堆积方式及空间坐标v 配位数配位数、、配位多面体配位多面体及其连接方式及其连接方式v 晶胞分子数晶胞分子数v 空隙填充情况空隙填充情况v 键力分布键力分布8Zhengzhou University of Light Industry （（1））确确定定负负离离子子堆堆积积方方式式若若以以面面心心立立方方形形式式堆堆积积，，则则负负离离子子占占据据立立方方体体的的8个个顶顶角角和和6个个面面心心的的位位置置负负离离子子的的坐坐标标为为：：000，， ½ ½ 0，， ½ 0 ½ ，，0 ½ ½ 。

四四面面体体空空隙隙由由相相交交于于一一个个顶顶角角的的三三个个面面的的面面心心和和该该顶顶角角围围成成，，共共8个个，，坐坐标标为为：： ¾ ¼ ¼ ，， ¼ ¾ ¼，， ¼ ¼ ¾ ，， ¾ ¾ ¾ ，，¼ ¼ ¼，， ¾ ¾ ¼，， ¼ ¾ ¾，， ¾ ¼ ¾八八面面体体空空隙隙有有两两种种，，一一是是由由6个个面面的的面面心心围围成成，，坐坐标标为为½ ½ ½；；另另一一类类是是由由垂垂直直且且相相交交于于一一条条棱棱的的两两个个平平面面的的相相邻邻4个个面面心心和和该该棱棱的的两两个个顶顶点点围围成成，，其其中中心心位位置置在在晶晶胞胞12条条棱棱的的中中心心，，坐坐标标为为½00，，0 ½0，，00 ½，，其余等效这些空隙被正离子全部或部分填充其余等效这些空隙被正离子全部或部分填充v 晶体结构分析步骤：晶体结构分析步骤：晶体结构中几何环境和物质环境皆相同的点称为等同点晶体结构中几何环境和物质环境皆相同的点称为等同点 9Zhengzhou University of Light Industry面心立方点阵中的间隙面心立方点阵中的间隙10Zhengzhou University of Light Industry （（2））根根据据r＋＋/r－－值值，，确确定定正正离离子子的的配配位位数数。

若若比比值值在在0.225~0.414之之间间，，正正离离子子的的配配位位数数为为4，，则则正正离离子子填填充充于于四四面面体体空空隙隙；；若若比比值值在在0.414~0.732之之间间，，正正离离子子的的配配位位数数为为6，，则则正正离离子子填填充充于于八八面面体体空空隙隙对对于于一一般般化化学学式式为为AmXn晶晶体体，，正正、、负负离离子子的的配配位位数数有有以以下下关关系系：：m•CNA＝＝n•CNX如如果果组组成成晶晶体体的质点极化影响显著，则要考虑极化对配位数的影响的质点极化影响显著，则要考虑极化对配位数的影响 （（3））计计算算正正离离子子在在四四面面体体或或八八面面体体空空隙隙中中的的填填充充率率（（P））在在面面心心立立方方晶晶胞胞中中，，四四面面体体或或八八面面体体空空隙隙的的位位置置固固定定，，正正离离子子填填充充在在这这些些空空隙隙中中，，因因此此，，通通过过填填充充率率的的讨讨论论，，能能够够确确定定正正离离子在晶胞中的位置子在晶胞中的位置11Zhengzhou University of Light Industry2.2.2 AX2.2.2 AX型结构型结构AXAX型型结结构构主主要要有有CsClCsCl、、NaClNaCl、、ZnSZnS、、NiAsNiAs等等类类型型的的结结构构，，其其键键性性主主要要是是离离子子键键，，其其中中CsClCsCl、、NaClNaCl是是典典型型的的离离子子晶晶体体，，NaClNaCl晶晶体体是是一一种种透透红红外外材材料料；；ZnSZnS带带有有一一定定的的共共价价键成分键成分，是一种半导体材料；，是一种半导体材料；NiAsNiAs晶体的性质接近于金属晶体的性质接近于金属。

大大多多数数AXAX型型化化合合物物的的结结构构类类型型符符合合正正负负离离子子半半径径比比与与配配位位数数的的定定量量关关系系只只有有少少数数化化合合物物在在r r+ +/r/r- - 0.7320.732或或r r+ +/r/r- - 0.4140.414时时仍仍属属于于NaClNaCl型型结结构构如如KFKF、、LiFLiF、、LiBrLiBr、、SrOSrO、、BaOBaO等 12Zhengzhou University of Light IndustryAX型化合物的结构类型与型化合物的结构类型与r+/r-的关系的关系13Zhengzhou University of Light Industry 属于立方晶系属于立方晶系面心立方面心立方点阵 ClCl- -离离子子位位于于面面心心立立方方点点阵阵的的阵阵点点位位置置, , r r＋＋/r/r－－=0.639=0.639，，NaNa+ +的的配配位位数数为为6 6，，填填充充于于全全部部八八面面体体空空隙隙中中(P=1),(P=1),即即分分布布于于晶晶胞胞的的体体心心与与1212条条棱的中心棱的中心 相相当当于于NaNa+ +位位于于另另一一套套立立方方面面心心点点阵阵的的阵阵点点上上, ,两两个个点点阵阵相相距距1/21/2晶晶棱距离，交迭在一起组成棱距离，交迭在一起组成NaClNaCl结构。

结构一、一、NaClNaCl型结构型结构重点重点14Zhengzhou University of Light Industry NaNa+ +和和ClCl- -的的配配位位数数均均为为6 6，，一一个个晶晶胞胞内内含含4 4个个NaCl NaCl 分分子子，，因因此此每每个个晶晶胞胞有有4 4个个NaNa+ +和和4 4个个ClCl- -，坐标为：，坐标为：Na+ ：： ½½½ ，，00½ ，， 0½0 ，，½00 Cl- ：： 000，， ½½0，， ½0½ ，，0½½ NaClNaCl型型结结构构在在三三维维方方向向上上键键力力分分布布比比较较均均匀匀，，因因此此其其结结构构无无明明显显解解理理（（晶晶体体沿沿某某个个晶晶面面劈劈裂裂的的现现象象称称为为解解理理），破碎后其颗粒呈现多面体形状破碎后其颗粒呈现多面体形状15Zhengzhou University of Light Industry常常见见的的NaClNaCl型型晶晶体体是是碱碱土土金金属属氧氧化化物物和和过过渡渡金金属属的的二二价价氧氧化化物物，，化化学学式式可可写写为为MOMO，，其其中中M M2+2+为为二二价价金金属属离离子子。

结结构构中中M M2+2+离离子子和和O O2-2-离离子子分分别别占占据据NaClNaCl中中NaNa+ +和和ClCl- -离离子子的的位位置置这这些些氧氧化化物物有有很很高高的的熔熔点点，，尤尤其其是是MgOMgO（（矿矿物物名名称称方方镁镁石石）），，其其熔熔点点高高达达2800℃2800℃左左右右，，是是碱碱性性耐耐火火材材料料镁镁砖中的主要晶相砖中的主要晶相 例例 计算计算MgO在在(111)、、(110)、、(100)晶面上离子晶面上离子排列的面密度，晶体的空间利用率及密度（已知排列的面密度，晶体的空间利用率及密度（已知O2-半径为半径为0.132nm、、Mg2+半径为半径为0.080nm ）16Zhengzhou University of Light Industry 属立方晶系属立方晶系简单立方简单立方点阵 CsCs+ +和和 ClCl－－半半 径径 之之 比比 为为 ：：0.169nm/0.181nm0.169nm/0.181nm＝＝0.9330.933ClCl－－离离子子构构成成正正六六面面体体，，CsCs+ +在在其其中中心心，，CsCs+ +和和Cl Cl －－的配位数均为的配位数均为8 8。

键性为离子键键性为离子键 一一个个晶晶胞胞内内含含CsCs+ +（（½ ½ ½ ½ ½ ½））和和ClCl－－（（000000））各各一一个个CsClCsCl晶晶体体结结构构也也可可以以看看作作正正负负离离子子各各一一套套简简单单立立方方格格子子沿沿晶晶胞胞的的体体对对角角线线位位移移1/21/2体体对对角角线线长长度度穿穿插插而而成 二、二、CsClCsCl型结构型结构重点重点17Zhengzhou University of Light Industry 属于立方晶系属于立方晶系面心立方点阵面心立方点阵 闪闪锌锌矿矿中中S2－－按按面面心心立立方方排排列列 r＋＋/r－－=0.436，，理理论论上上Zn2＋＋的的配配位位数数为为6，，由由于于Zn2＋＋具具有有18电电子子构构型型，，而而S2－－半半径径大大，，易易于于变变形形，，Zn-S键键具具有有相相当当程程度度的的共共价价键键性性质质，，因因此此，， Zn2＋＋的的实实际际配配位位数数为为4，，即即填填充充于于四面体空隙四面体空隙 三、立方三、立方ZnSZnS（闪锌矿，（闪锌矿，zincblendezincblende）型结构）型结构重点重点18Zhengzhou University of Light Industry S2－－的的配配位位数数也也为为4，，一一个个晶晶胞胞内内含含有有4个个ZnS分分子子，，晶晶胞胞内内S2－－的的坐坐标标为为：：000000，， ½ ½ 0 ½ ½ 0，， ½ 0 ½ ½ 0 ½ ，，0 ½ ½ 0 ½ ½ 空空隙隙填填充充率率P=1/2，，分分别别占占据据面面心心立立方方晶晶胞胞8个个顶顶角角部部位位的的4个个四四面面体体空空隙隙，，其其坐坐标标为为：：¾ ¾ ¼ ¼ ¼,¼ ¼,¼ ¾ ¾ ¼ ¼，，¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾，， ¼ ¼ ¼ ¾¼ ¾。

常常见见闪闪锌锌矿矿型型结结构构有有Be、、Cd、、Hg等等的的硫硫化化物物、、硒硒化化物物和和碲碲化化物物以以及及CuCl及及 -SiC等等19Zhengzhou University of Light Industry71248653720Zhengzhou University of Light Industry晶胞结构晶胞结构（（001）面上）面上的投影的投影多面体图多面体图21Zhengzhou University of Light Industry 属属六六方方晶晶系系；；S S2-2-按按六六方方紧紧密密堆堆积积形形式式分分布布；； r r＋＋/r/r－－ =0.436=0.436，，但但因因极极化化Zn-SZn-S键键具具有有相相当当程程度度的的共共价价键键性性质质，，配配位位数数均均为为4 4，，ZnZn2+2+占占据据四四面面体空隙的体空隙的1/21/2 六六方方柱柱晶晶胞胞中中ZnSZnS的的““分分子子数数””为为6 6，，平平行行六六面面体体晶晶胞胞中中晶晶胞胞分分子子数数为为2 2结结构构由由ZnZn2+2+和和S S2-2-离离子子各各一一套套六六方格子穿插而成方格子穿插而成 。

四、六方四、六方ZnSZnS（纤锌矿，（纤锌矿，wurtzite wurtzite ）型结构）型结构1 1、结构解析、结构解析重点重点22Zhengzhou University of Light Industry Zn Zn2+2+坐标：坐标：0 0 5/80 0 5/8，，2/3 1/3 1/82/3 1/3 1/8 S S2-2-∶∶坐标坐标000000，， 2/3 1/3 ½ 2/3 1/3 ½ 闪闪锌锌矿矿与与纤纤锌锌矿矿晶晶体体结结构构的的区区别别主主要要在在于于二二者者的的[ZnS[ZnS4 4] ]四四面面体体层层的的配配置置情情况况不不同同，，闪闪锌锌矿矿是是ABCABC……ABCABC……堆堆积积，，纤纤锌锌矿矿是是ABAB……ABAB……堆积23Zhengzhou University of Light Industry 某某些些纤纤锌锌矿矿型型结结构构，，由由于于其其结结构构中中无无对对称称中中心心存存在在，，使使得得晶晶体体具具有有热热释释电电性性，，可可产产生生声声电电效效应应热热释释电电性性是是指指某某些些象象六六方方ZnSZnS的的晶晶体体，，由由于于加加热热使使整整个个晶晶体体温温度度变变化化，，结结果果在在与与该该晶晶体体c c轴轴平平行行方方向向的的一一端端出出现现正正电电荷荷，，在在相相反反的的一一端端出出现现负负电电荷荷的的性性质质。

晶晶体体的的热热释释电电性性与与晶晶体体内内部部的的自自发发极极化化有有关关实实际际上上，，这这种种晶晶体体在在常常温温常常压压下下就就存存在在自自发发极极化化，，只只是是这这种种效效应应被被附附着着于于晶晶体体表表面面的的自自由由表表面面电电荷荷所所掩掩盖盖，，只只有有当当晶晶体体加加热热时时才才表表现现出出来来，，故故得得其其名名热热释释电电晶晶体体可可以以用用来来作作红外探测器红外探测器 2 2、纤锌矿结构与热释电性及声电效应、纤锌矿结构与热释电性及声电效应了解了解24Zhengzhou University of Light Industry纤纤锌锌矿矿型型结结构构的的晶晶体体，，如如ZnSZnS、、CdSCdS、、GaAsGaAs等等和和其其它它IIII与与IVIV族族，，IIIIII与与V V族族化化合合物物，，制制成成半半导导体体器器件件，，可可以以用用来来放放大大超超声声波波这这样样的的半半导导体体材材料料具具有有声声电电效效应应通通过半导体进行声电相互转换的现象称为声电效应过半导体进行声电相互转换的现象称为声电效应 25Zhengzhou University of Light Industry具有立方和六方具有立方和六方ZnSZnS结构的二元化合物结构的二元化合物26Zhengzhou University of Light Industry• AX AX型化合物的结构变化型化合物的结构变化 NaCl NaCl、、CsClCsCl是是AXAX型离子化合物的主要结构型式型离子化合物的主要结构型式. . ZnS ZnS是是AXAX型共价化合物的主要结构型式型共价化合物的主要结构型式. . AXAX型型化化合合物物的的结结构构型型式式随随组组成成者者的的大大小小关关系系与与离离子子极极化化性能而递变的一般规律如下性能而递变的一般规律如下: :极化极化: : 弱弱--------------------------------强强负离子负离子: : 小小--------------------------------大大正离子正离子: : 大大--------------------------------小小电子构型电子构型: : 惰性气体构型惰性气体构型----------非惰性气体构型非惰性气体构型配位数配位数: 8 6 4 3: 8 6 4 3 CsCl NaCl ZnS CsCl NaCl ZnS 层状结构层状结构BNBN27Zhengzhou University of Light Industry2.2.3 AX2.2.3 AX2 2型结构型结构AXAX2 2型型结结构构主主要要有有萤萤石石（（CaFCaF2 2，，fluoritefluorite））型型，，金金红红石石（（TiOTiO2 2，，rutilerutile））型型和和方方石石英英（（SiOSiO2 2，， -cristobalite-cristobalite））型型结结构构。

其其中中CaFCaF2 2为为激激光光基基质质材材料料，，在在玻玻璃璃工工业业中中常常作作为为助助熔熔剂剂和和晶晶核核剂剂，，在在水水泥泥工工业业中中常常用用作作矿矿化化剂剂TiOTiO2 2为为集集成成光光学学棱棱镜镜材材料料，，SiOSiO2 2为为光光学学材材料料和和压压电电材材料料AXAX2 2型型结结构构中中还还有有一一种层型的种层型的CdICdI2 2和和CdClCdCl2 2型结构，这种材料可作固体润滑剂型结构，这种材料可作固体润滑剂28Zhengzhou University of Light IndustryAXAX2 2型结构类型与型结构类型与r r+ +/r/r- -的关系的关系 29Zhengzhou University of Light Industry一、萤石（一、萤石（CaFCaF2 2）型结构及反萤石型结构）型结构及反萤石型结构 CaFCaF2 2属属立立方方晶晶系系面面心心立立方方点点阵阵CaCa2+2+形成面心立方堆积形成面心立方堆积 r r＋＋/r/r－－=0.975=0.975，，CaCa2+2+配配位位数数为为8 8，，CaCa2+2+位位于于F F －－构构成成的的立立方方体体中中心心。

根根据据公公式式m•CNA＝＝n•CNX计计算算，，F F－－的的配配位位数数为为4 4，，F F－－填填充充于于CaCa2+2+构构成成的的全全部部四四面面体体空空隙隙中中，，即即F F－－占占据据晶晶胞胞全部四面体空隙全部四面体空隙 晶胞分子数为晶胞分子数为4 4 Ca-F Ca-F的结合键：离子键的结合键：离子键重点重点30Zhengzhou University of Light Industry晶胞结构晶胞结构[CaF8]多面体图多面体图 晶胞中仅一半立方体空隙被晶胞中仅一半立方体空隙被CaCa2+2+所填充，这些立方体空所填充，这些立方体空隙为隙为F F- -以间隙扩散的方式进行扩散提供了空间，并且所有的以间隙扩散的方式进行扩散提供了空间，并且所有的CaCa2+2+堆积成的八面体空隙都没有被离子填充，因此，堆积成的八面体空隙都没有被离子填充，因此，CaFCaF2 2晶晶体中存在体中存在阴离子间隙扩散机制阴离子间隙扩散机制31Zhengzhou University of Light Industry CaFCaF2 2与与NaClNaCl的的性性质质对对比比：：F F－－半半径径比比ClCl－－小小，，CaCa2+2+半半径径比比NaNa+ +稍稍大大，，综综合合电电价价和和半半径径两两因因素素，，萤萤石石中中质质点点间间的的键键力力比比NaClNaCl中中的的键键力力强强，，反反映映在在性性质质上上，，萤萤石石的的硬硬度度为为莫莫氏氏4 4级级，，熔熔点点1410℃1410℃，，密密度度3.183.18，，水水中中溶溶解解度度0.0020.002；；而而NaClNaCl熔熔点点808℃808℃，，密密度度2.162.16，水中溶解度，水中溶解度35.735.7。

萤萤石石结结构构的的解解理理性性：：由由于于萤萤石石结结构构中中有有一一半半的的立立方方体体空空隙隙没没有有被被CaCa2+2+填填充充，，所所以以，，在在{111}{111}面面网网方方向向上上存存在在着着相相互互毗毗邻邻的的同同号号离离子子层层，，其其静静电电斥斥力力将将起起主主要要作作用用，，导导致致晶晶体体在在平平行行于于{111}{111}面网的方向上易发生解理，因此萤石常呈八面体解理面网的方向上易发生解理，因此萤石常呈八面体解理 结构结构- -性能关系性能关系莫氏硬度：滑石莫氏硬度：滑石1 1、石膏、石膏2 2、方解石、方解石3 3、萤石、萤石4 4、磷灰石、磷灰石5 5、、正长石正长石6 6、石英、石英7 7、黄玉、黄玉8 8、刚玉、刚玉9 9、金刚石、金刚石10 10 32Zhengzhou University of Light Industry常常见见萤萤石石型型结结构构的的晶晶体体是是一一些些四四价价离离子子M M4+4+的的氧氧化化物物MOMO2 2，如，如ThOThO2 2，，CeOCeO2 2，，UOUO2 2，，ZrOZrO2 2（变形较大）等。

变形较大）等碱碱金金属属元元素素的的氧氧化化物物R R2 2O O、、硫硫化化物物R R2 2S S、、硒硒化化物物R R2 2SeSe、、碲碲化化物物R R2 2TeTe等等A A2 2X X型型化化合合物物为为反反萤萤石石型型结结构构，，它它们们的的正正负负离离子子位位置置刚刚好好与与萤萤石石结结构构中中的的相相反反，，即即碱碱金金属属离离子子占占据据F F－－离离子子的的位位置置，，O O2-2-或或其其它它负负离离子子占占据据CaCa2+2+的的位位置置这这种种正正负负离离子位置颠倒的结构，叫做反结构（反同形体）子位置颠倒的结构，叫做反结构（反同形体） 33Zhengzhou University of Light Industry内容回顾内容回顾34Zhengzhou University of Light Industry35Zhengzhou University of Light Industry36Zhengzhou University of Light Industry二、金红石（二、金红石（TiOTiO2 2）型结构）型结构 金红石结构属于四方晶系（金红石结构属于四方晶系（a=b≠ca=b≠c，，α=β=γ=90°α=β=γ=90°））, , TiTi4+4+离子在晶胞顶点及体心位置，离子在晶胞顶点及体心位置，O O2-2-离子在晶胞上下底面的离子在晶胞上下底面的面对角线方向各有面对角线方向各有2 2个，在晶胞半高的另一个面对角线方向也个，在晶胞半高的另一个面对角线方向也有有2 2个。

个难点难点37Zhengzhou University of Light Industry 因因r r＋＋/r/r－－=0.522=0.522，，TiTi4+4+的的配配位位数数为为6 6；；TiTi4+4+与与之之配配位位的的四四个个O O2-2-的的键键长长和和另另两两个个O O2-2-键键长长不不等等，，所所以以，，O O2-2-作作畸畸变变的的六六方方紧紧密密堆堆积积排列排列 Ti Ti4+4+填充于八面体空隙中，填充率填充于八面体空隙中，填充率P=1/2P=1/2 Ti4+ 坐标为：坐标为：000000，，1/2 ½ 1/21/2 ½ 1/2 O2-坐标为：坐标为：uu0uu0，，(1-u)(1-u)0(1-u)(1-u)0，， (0.5+u)(0.5-u)1/2 (0.5+u)(0.5-u)1/2，，(0.5-u)(0.5+u)1/2(0.5-u)(0.5+u)1/238Zhengzhou University of Light Industry TiOTiO2 2除除金金红红石石型型结结构构之之外外，，还还有有板板钛钛矿矿（（正正交交晶晶系系））和和锐锐钛钛矿矿（（四四方方晶晶系系））两两种种变变体体，，其其结结构构各各不不相相同同。

常常见见金金红红石石结结构构的的氧氧化化物物有有SnOSnO2 2、、MnOMnO2 2、、CeOCeO2 2、、PbOPbO2 2、、VOVO2 2、、NbONbO2 2等等TiOTiO2 2在在光光学学性性质质上上具具有有很很高高的的折折射射率率（（2.762.76）），，在在电电学学性性质质上上具具有有高高的的介介电电系系数数因因此此，，TiOTiO2 2成成为为制制备备光光学学玻玻璃璃的的原原料料，，也也是是无无线线电陶瓷中常用的晶相电陶瓷中常用的晶相 39Zhengzhou University of Light Industry2.2.4 A2.2.4 A2 2X X3 3型化合物型化合物A A2 2X X3 3型型化化合合物物晶晶体体结结构构比比较较复复杂杂，，其其中中代代表表性性的的结结构构有有刚刚玉玉（（corundumcorundum））型型结结构构，，稀稀土土A A、、B B、、C C型型结结构构等等由由于于这这些些结结构构中中多多数数为为离离子子键键性性强强的的化化合合物物，，因因此此，，其其结结构构的的类类型型也也有有随随离离子子半半径径比比变变化化的趋势。

的趋势 40Zhengzhou University of Light IndustryA A2 2X X3 3型结构类型与型结构类型与r r+ +/r/r- -的关系的关系 B2O3CN=3CN=6刚玉刚玉Al、、Cr、、FeC型稀土型稀土氧化物氧化物B型稀土型稀土氧化物氧化物A型稀土型稀土氧化物氧化物Mn Sc InLn-NdSm-La0.420.520.78OSSeTer+/r-CN=741Zhengzhou University of Light Industry刚玉（刚玉（ -Al2O3 ）型结构）型结构 刚刚玉玉，，即即-Al2O3，天天然然a-Ala-Al2 2O O3 3单单晶晶体体称称为为白白宝宝石石，，其其中中呈红色的称红宝石呈红色的称红宝石（（含铬含铬），），呈蓝色的称蓝宝石呈蓝色的称蓝宝石（（含钛含钛） 属属于于三三方方晶晶系系（（a=b=ca=b=c，，α=β=γ≠90°α=β=γ≠90°））由由于于其其单单位位晶晶胞胞较较大大且且结结构构复复杂杂，，现现以以原原子子层层的的排排列列结结构构和和各各层层间间的的堆堆积顺序来说明其结构，积顺序来说明其结构， 可可近近似似看看作作O O2-2-作作六六方方紧紧密密堆堆积积ABAB…ABAB…排排列列, , r r＋＋/r/r－－ =0.431=0.431，，AlAl3+3+配配位位数数为为6,6,填填充充在在O O2-2-组组成成的的八八面面体体空空隙隙中中，，但但仅仅填填充充2/32/3的八面体间隙。

每个晶胞有的八面体间隙每个晶胞有6 6个个O O2-2-和和4 4个个AlAl3+3+ 难点难点42Zhengzhou University of Light Industry 可可近近似似看看作作O O2-2-作作六六方方紧紧密密堆堆积积ABAB…ABAB…排排列列, , r r＋＋/r/r－－ =0.431=0.431，，AlAl3+3+配配位位数数为为6,6,填填充充在在O O2-2-组组成成的的八八面面体体空空隙隙中中，，但但仅仅填填充充2/32/3的的八八面面体体间间隙隙每个晶胞有每个晶胞有6 6个个O O2-2-和和4 4个个AlAl3+3+43Zhengzhou University of Light Industry 刚刚玉玉性性质质极极硬硬，，莫莫氏氏硬硬度度9 9，，不不易易破破碎碎，，熔熔点点2050℃2050℃，，这这与与结结构构中中AlAl－－O O键键的的结结合合强强度度密密切切相相关关  -Al-Al2 2O O3 3是是高高绝绝缘缘无无线线电电陶陶瓷瓷和和高高温温耐耐火火材材料料中中的的主主要要矿矿物物。

刚刚玉玉质质耐耐火火材材料料对对PbOPbO2 2，，B B2 2O O3 3含量高的玻璃具有良好的抗腐蚀性能含量高的玻璃具有良好的抗腐蚀性能 属于刚玉型结构的化合物还有属于刚玉型结构的化合物还有CrCr2 2O O3 3，，a a－－FeFe2 2O O3 3，，a a－－GaGa2 2O O3 3等等44Zhengzhou University of Light Industry各类型结构的晶体实例各类型结构的晶体实例45Zhengzhou University of Light Industry学习要求：学习要求： 掌掌握握属属于于立立方方晶晶系系的的典典型型AXAX、、 AXAX2 2型型化化合合物物的结构特征的结构特征 了了解解其其它它常常见见的的典典型型晶晶体体类类型型，，了了解解部部分分晶晶体结构与性能的关系体结构与性能的关系。