离子化合物的结构化学

离子化合物的晶体结构堆积和填隙模型：离子晶体的结构可以用原子的堆积和填隙模型描述，认为较大的负离子作为等径圆球进行密堆积，然后正离子有序地填入全部或部分八面体或四面体空隙中。有时可以反之。离子晶体的结构型式填隙的类型和分数

ccp

hcp全部八面体空隙NaClNiAs全部四面体空隙CaF2-½四面体空隙立方ZnS六方ZnS½八面体空隙-金红石½八面体空隙CdCl2CdI2离子晶体的若干常见简单结构几种典型离子晶体的结构1.NaClOh5

Fm3ma.立方晶系面心立方cF

b.Cl-离子作A1立方密堆积，Na+填入所有的正八面体空隙中c.每个晶胞含Z=4个点阵点，每个点阵点代表一个Na+和Cl-

d.正负离子的配位数都为6e.晶体密度

，晶胞体积V，晶胞参数a,NaCl的化学式量M，阿佛加德罗常数为L，则

V=

a3=ZM/L

碱金属的卤化物、氢化物，碱土金属的氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，过渡金属的氧化物、硫化物，以及间隙型碳化物、氮化物都属NaCl型结构。2.NiAs

a.六方晶系简单六方hP

b.每个晶胞含Z=1个点阵点，每个点阵点代表2个Ni和2个Asc.晶体密度

，晶胞参数a与c，NiAs分子量M，阿佛加德罗常数为L(31/2/2)

a2c=2M/LNiAs的结构大白球:As小黑球:NiAs原子的坐标：A(2/3,1/3,1/4)B(1/3,2/3,3/4)3.CsClOh1

Pm3ma.立方晶系简单立方点阵形式b.Cl-占据立方体晶胞的顶点,作简单立方堆积，Cs+填入体心立方体空隙c.正负离子配位数都为8d.每个晶胞中含Z=1个点阵点，每个点阵点代表一个Cs+和Cl-

4.CaF2

Oh5

Fm3ma.立方晶系面心立方cFb.Ca2+作立方密堆积，F-离子填入所有正四面体空隙c.每个晶胞中含Z=4个点阵点，每个点阵点包括一个Ca2+和2个F-离子d.正离子配位数为8，负离子配位数为4e.原子坐标：Ca2+(0,0,0)(0,1/2,1/2)(1/2,0,1/2)(1/2,1/2,0)F-(1/4,1/4,1/4)(3/4,1/4,1/4)(1/4,3/4,1/4)(3/4,3/4,1/4)(1/4,1/4,3/4)(3/4,1/4,3/4)(1/4,3/4,3/4)(3/4,3/4,3/4)F-离子作简单立方堆积,Ca2+填入一半立方体空隙中5.立方ZnS

Td2

F43ma.立方晶系面心立方cFb.S2-作立方密堆积，Zn2+填入一半正四面体空隙，填隙的四面体不共边和不共面c.每个晶胞中含Z=4个点阵点,一个点阵点含一个S2-与一个Zn2+

d.正离子配位数为4，负离子配位数为4e.四个Zn2+的坐标为：(1/4,1/4,3/4),(3/4,3/4,3/4),(3/4,1/4,1/4),(1/4,3/4,1/4)

xyz6.六方ZnSa.六方晶系简单六方cPb.S2-作六方密堆积，Zn2+填入一半正四面体空隙，填隙的四面体不共边和不共面c.每个晶胞中含Z=1个点阵点,一个点阵点包括2个S2-和2个Zn2+

d.正离子配位数为4，负离子配位数为4e.S2-的坐标为(0,0,0),(2/3,1/3,1/2)Zn2+的坐标为(2/3,1/3,7/8),(0,0,3/8)f.晶体密度

，晶胞参数a与c，ZnS分子量M，阿佛加德罗常数为L(31/2/2)

a2c=2M/L7.金红石(TiO2)*四方晶系，体心四方点阵型式(tI)D4h

大球为Ti小球为O8.钙钛矿(CaTiO3)a.立方晶系，简单立方点阵型式(cP)b.A型晶胞：Ca2+占据立方体晶胞的顶点，O2-占据面心，Ti4+占据体心；

B型晶胞：Ti4+占据立方体晶胞的顶点，O2-占据边心，Ca2+占据体心。c.Ca2+与O2-联合形成面心立方密堆积；

Ca2+与Ti4+联合形成体心立方堆积d.Ca2+的O2-配位数为12，Ti4+的O2-配位数为6；O2-的Ca2+配位数为4，O2-的Ti4+配位数为2。e.结构单元=CaTiO3

f.Z=1，每个晶胞中只含一个点阵点g.晶体密度

，晶胞参数a，CaTiO3分子量M

a3=M/Lh.原子分数坐标：

A型晶胞：Ca2+(0,0,0)Ti4+(1/2,1/2,1/2)O2-(0,1/2,1/2)(1/2,1/2,0)(1/2,0,1/2)B型晶胞：Ti4+(0,0,0)Ca2+(1/2,1/2,1/2)O2-(0,0,1/2)(0,1/2,0)(1/2,0,0)

A型晶胞B型晶胞离子键与点阵能离子间作用力静电吸引力与短程排斥力点