第2章 晶体结构-2

1、Zhengzhou University of Light Industry1本节课重点本节课重点1 1、典型、典型ABAB型化合物的结构特征型化合物的结构特征2 2、典型、典型ABAB2 2型化合物的结构特征型化合物的结构特征Zhengzhou University of Light Industry2作业作业acb(100)aabbcc(110)(111)Zhengzhou University of Light Industry3Zhengzhou University of Light Industry4 例：纯铁在例：纯铁在912912由体心立方结构转变成面心立方，由体心立方结构转变

2、成面心立方，体积随之减小体积随之减小1.06%1.06%。根据面心立方结构的原子半。根据面心立方结构的原子半径径R RF F计算体心立方结构的原子半径计算体心立方结构的原子半径R RI I。 答案：答案：R RF F=1.0251R=1.0251RI I，或，或R RI I=0.9755R=0.9755RF F 练习：纯铁在练习：纯铁在833833由六方结构转变成体心立方结由六方结构转变成体心立方结构，体积随之减小构，体积随之减小0.550.55。其原子半径是增大还。其原子半径是增大还是减小？是减小？Zhengzhou University of Light Industry52.2 2.2

3、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 ABAB型结构型结构v ABAB2 2型结构型结构v A A2 2X X3 3型结构型结构Zhengzhou University of Light Industry62.2.1 2.2.1 总的轮廓总的轮廓AB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）AB2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C

4、dCl2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）二元化合物二元化合物AmBn型型ABn型型对称结构对称结构层型结构层型结构WO3型型n=3n3分子型结构分子型结构A2B3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Zhengzhou University of Light Industry7 晶体结构可以通过晶体结构可以通过晶胞的大小与形状晶胞的大小与形状、原子原子（离子）的紧密堆积方式（离子）的紧密堆积方式、原子（离子）填充空隙原子（离子）填充空隙的类型及位置的类型及位置、配位数及配位多面体的配置方式配位数及配位多面体的配置方式及及

5、其他需要的信息来描述。最常用的方法有其他需要的信息来描述。最常用的方法有坐标系法坐标系法、密堆积法密堆积法、配位多面体配置法配位多面体配置法。在这里讨论时以。在这里讨论时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。Zhengzhou University of Light Industry8 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

6、况空隙填充情况v 键力分布键力分布Zhengzhou University of Light Industry9 （1）确定负离子堆积方式。确定负离子堆积方式。若以面心立方形式堆积，若以面心立方形式堆积，则负离子占据立方体的则负离子占据立方体的8个顶角和个顶角和6个面心的位置。个面心的位置。负离子负离子的坐标的坐标为：为：000， 0， 0 ，0 。四面体空隙四面体空隙由相交于一个顶角的三个面的面心和该顶角围成，共由相交于一个顶角的三个面的面心和该顶角围成，共8个，个，坐标为：坐标为： ， ， ， ， ， ， ， 。八面体空隙八面体空隙有两种，一是由有两种，一是由6个面的面心围成，坐标为个面的

7、面心围成，坐标为 ；另一类是由垂直且相交；另一类是由垂直且相交于一条棱的两个平面的相邻于一条棱的两个平面的相邻4个面心和该棱的两个顶点围成，个面心和该棱的两个顶点围成，其中心位置在晶胞其中心位置在晶胞12条棱的中心，坐标为条棱的中心，坐标为00，0 0，00 ，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 Zhengzhou University of Light Industry10面心立方点阵中的间隙面心立方点阵中

8、的间隙Zhengzhou University of Light Industry11 （2）根据根据r/r值，确定正离子的配位数值，确定正离子的配位数。若比值在。若比值在0.2250.414之间，正离子的配位数为之间，正离子的配位数为4，则正离子填充于四面，则正离子填充于四面体空隙；若比值在体空隙；若比值在0.4140.732之间，正离子的配位数为之间，正离子的配位数为6，则，则正离子填充于八面体空隙。对于一般化学式为正离子填充于八面体空隙。对于一般化学式为AmXn晶体，晶体，正、正、负离子的配位负离子的配位数有以下关系：数有以下关系：mCNAnCNX。如果组成晶体。如果组成晶体的质点极化影

9、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）计算正离子在四面体或八面体空隙中的填充率计算正离子在四面体或八面体空隙中的填充率（P）。）。在面心立方晶胞中，四面体或八面体空隙的位置固定，正离子在面心立方晶胞中，四面体或八面体空隙的位置固定，正离子填充在这些空隙中，因此，通过填充率的讨论，能够确定正离填充在这些空隙中，因此，通过填充率的讨论，能够确定正离子在晶胞中的位置。子在晶胞中的位置。Zhengzhou University of Light Industry122.2.2 AB2.2.2 AB型结构型结构ABAB型结构主要有型结构主要有CsCl

10、CsCl、NaClNaCl、ZnSZnS、NiAsNiAs等类型的结等类型的结构，其键性构，其键性主要是离子键主要是离子键，其中，其中CsClCsCl、NaClNaCl是典型的离子是典型的离子晶体晶体，NaClNaCl晶体是一种透红外材料；晶体是一种透红外材料；ZnSZnS带有一定的共价带有一定的共价键成分键成分，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。大多数大多数ABAB型化合物的结构类型符合正负离子半径比型化合物的结构类型符合正负离子半径比与配位数的定量关系。只有少数化合物与配位数的定量关系。只有少数化合物在在r r+ +/r/r-

11、- 0.7320.732或或r r+ +/r/r- - 0.4140.414时仍属于时仍属于NaClNaCl型结构。如型结构。如KFKF、LiFLiF、LiBrLiBr、SrOSrO、BaOBaO等。等。 Zhengzhou University of Light Industry13AB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Zhengzhou University of Light Industry14 属于立方晶系属于立方晶系面心立方面心立方点阵。点阵。 ClCl- -离子位于面心立方点阵的阵点离子位于面心立方点阵的阵点位置位置, r, r/r/r=0.639=0.

12、639，NaNa+ +的配位数的配位数为为6 6，填充于全部八面体空隙中，填充于全部八面体空隙中(P=1),(P=1),即分布于晶胞的体心与即分布于晶胞的体心与1212条条棱的中心。棱的中心。 相当于相当于NaNa+ +位于另一套立方面心位于另一套立方面心点阵的阵点上点阵的阵点上, ,两个点阵相距两个点阵相距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Zhengzhou University of Light Industry15 NaNa+ +和和ClCl- -的配位数均为的配位数均为6 6，一个晶，一个

13、晶胞内含胞内含4 4个个NaClNaCl 分子，因此每个晶胞分子，因此每个晶胞有有4 4个个NaNa+ +和和4 4个个ClCl- -，坐标为：，坐标为：Na+ ： ，00 ， 00 ，00 Cl- ： 000， 0， 0 ，0 NaClNaCl型结构在三维方向上键力分型结构在三维方向上键力分布比较均匀，因此其结构布比较均匀，因此其结构无明显解理无明显解理（晶体沿某个晶面劈裂的现象称为解晶体沿某个晶面劈裂的现象称为解理理），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。Zhengzhou University of Light Industry16常见的常见的NaClNaCl型晶

14、体是型晶体是碱土金属氧化物和过渡碱土金属氧化物和过渡金属的二价氧化物金属的二价氧化物，化学式可写为，化学式可写为MOMO，其中，其中M M2+2+为为二价金属离子。结构中二价金属离子。结构中M M2+2+离子和离子和O O2-2-离子分别占据离子分别占据NaClNaCl中中NaNa+ +和和ClCl- -离子的位置。这些氧化物有很高离子的位置。这些氧化物有很高的熔点，尤其是的熔点，尤其是MgOMgO（矿物名称方镁石），其熔（矿物名称方镁石），其熔点高达点高达28002800左右，是碱性耐火材料镁砖中的主左右，是碱性耐火材料镁砖中的主要晶相。要晶相。 Zhengzhou University o

15、f Light Industry17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 ）。）。解：面排列密度的定义为：在该面上接触球体所解：面排列密度的定义为：在该面上接触球体所占的面积分数。占的面积分数。Zhengzhou University of Light Industry18(110) 晶面：晶面：0.5885 (100)晶面：晶面：0.8320Zhengzhou University of Light

16、Industry19Zhengzhou University of Light Industry20 属立方晶系属立方晶系简单立方简单立方点阵。点阵。 C sC s+ +和和 C lC l半 径 之 比 为 ：半 径 之 比 为 ：0.169nm/0.181nm0.169nm/0.181nm0.9330.933。ClCl离子构离子构成正六面体，成正六面体，CsCs+ +在其中心，在其中心，CsCs+ +和和ClCl 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。 一个晶胞内含一个晶胞内含CsCs+ +（ ）和）和ClCl（000000）各一个。）各一个。CsClCsCl晶体结构也

17、可以看晶体结构也可以看作正负离子各一套简单立方格子沿晶胞作正负离子各一套简单立方格子沿晶胞的体对角线位移的体对角线位移1/21/2体对角线长度穿插而体对角线长度穿插而成。成。 二、二、CsClCsCl型结构型结构重点重点Zhengzhou University of Light Industry21 属于立方晶系属于立方晶系面心立方点阵面心立方点阵。 闪锌矿中闪锌矿中S2按面心立方排列。按面心立方排列。 r/r=0.436，理论上，理论上Zn2的配位的配位数为数为6，由于，由于Zn2具有具有18电子构型，电子构型，而而S2半径大，易于变形，半径大，易于变形，Zn-S键键具有相当程度的共价键性质

18、，因此，具有相当程度的共价键性质，因此， Zn2的实际配位数为的实际配位数为4，即填充于，即填充于四面体空隙。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Zhengzhou University of Light Industry22 S2的配位数也为的配位数也为4，一个晶胞内含，一个晶胞内含有有4个个ZnS分子，晶胞内分子，晶胞内S2的坐标为：的坐标为：000000， 0 0， 0 0 ，0 0 空隙填充率空隙填充率P=1/2，分别占据面心立，分别占据面心立方晶胞方晶胞8个顶角部位的个顶角部位的4个四面体空隙，

19、个四面体空隙，其坐标为：其坐标为： , , ， ， 。 常见闪锌矿型结构有常见闪锌矿型结构有Be、Cd、Hg等的硫化物、硒化物和碲化物以及等的硫化物、硒化物和碲化物以及CuCl及及 -SiC等等Zhengzhou University of Light Industry23712486537Zhengzhou University of Light Industry24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标高：以投影方向的晶轴长度作为标高：以投影方向的晶轴长度作为100来表示离子在投来表示离子在投影方向上所处的高度。影方向上所处的高度。 离子在晶轴最低处标记为离子在

20、晶轴最低处标记为0，最高处标记为，最高处标记为100。根据晶体的周期性，在根据晶体的周期性，在0处有某种离子，在处有某种离子，在100处必有处必有同种离子。同种离子。Zhengzhou University of Light Industry25 属六方晶系；属六方晶系；S S2-2-按六方紧密堆按六方紧密堆积形式分布；积形式分布； r r/r/r =0.436=0.436，但，但因极化因极化Zn-SZn-S键具有相当程度的共价键具有相当程度的共价键性质，配位数均为键性质，配位数均为4 4，ZnZn2+2+占据四占据四面体空隙的面体空隙的1/21/2。 六方柱晶胞中六方柱晶胞中ZnSZnS的的

21、“分子数分子数”为为6 6，平行六面体晶胞中晶胞分子数，平行六面体晶胞中晶胞分子数为为2 2。结构由。结构由ZnZn2+2+和和S S2-2-离子各一套六离子各一套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，wurtzitewurtzite ）型结构）型结构1 1、结构解析、结构解析重点重点Zhengzhou University of Light Industry26 ZnZn2+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 2/3 1/3 闪锌矿与纤锌矿

22、晶体结构的区别主要在于二者的闪锌矿与纤锌矿晶体结构的区别主要在于二者的ZnSZnS4 4 四四面体层的配置情况不同，闪锌矿是面体层的配置情况不同，闪锌矿是ABCABCABCABC堆积，纤锌矿是堆积，纤锌矿是ABABABAB堆积。堆积。Zhengzhou University of Light Industry27 某些纤锌矿型结构，由于其某些纤锌矿型结构，由于其结构中结构中无对称中心无对称中心存在，使存在，使得得晶体具有热释电性晶体具有热释电性，可产生声电效应。，可产生声电效应。热释电性热释电性是指某些是指某些象六方象六方ZnSZnS的晶体，的晶体，由于加热使整个晶体温度变化，结果在由于加热使

23、整个晶体温度变化，结果在与该晶体与该晶体c c轴平行方向的一端出现正电荷，在相反的一端出轴平行方向的一端出现正电荷，在相反的一端出现负电荷的性质现负电荷的性质。晶体的热释电性与晶体内部的自发极化有。晶体的热释电性与晶体内部的自发极化有关。实际上，这种晶体在常温常压下就存在自发极化，只是关。实际上，这种晶体在常温常压下就存在自发极化，只是这种效应被附着于晶体表面的自由表面电荷所掩盖，只有当这种效应被附着于晶体表面的自由表面电荷所掩盖，只有当晶体加热时才表现出来，故得其名。热释电晶体可以用来作晶体加热时才表现出来，故得其名。热释电晶体可以用来作红外探测器红外探测器。 2 2、纤锌矿结构与热释电性及

24、声电效应、纤锌矿结构与热释电性及声电效应了解了解Zhengzhou University of Light Industry28纤锌矿型结构的晶体，如纤锌矿型结构的晶体，如ZnSZnS、CdSCdS、GaAsGaAs等和其等和其它它IIII与与IVIV族，族，IIIIII与与V V族化合物，制成半导体器件，可以族化合物，制成半导体器件，可以用来放大超声波。这样的半导体材料具有声电效应。通用来放大超声波。这样的半导体材料具有声电效应。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。 Zhengzhou University of Light Indust

25、ry29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Zhengzhou University of Light Industry30 AB AB型化合物的结构变化型化合物的结构变化 NaClNaCl、CsClCsCl是是ABAB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ABAB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. . AB AB型化合物的结构型式随组成者的大小关系与离子极型化合物的结构型式随组成者的大小关系与离子极化性能而递变的一般规律如下化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:

26、: 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BNBNZhengzhou University of Light Industry312.2.3 AB2.2.3 AB2 2型结构型结构ABAB2 2型结构主要有型结构主要有萤石萤石（CaFCaF2 2，fluoritefluorite）型，）型，金红石金红石（TiOTiO2 2，rutilerutile）型和方石英）型和方石英（SiOSiO2 2，

27、-cristobalite-cristobalite）型）型结构。其中结构。其中CaFCaF2 2为激光基质材料，在玻璃工业中常作为助熔为激光基质材料，在玻璃工业中常作为助熔剂和晶核剂，在水泥工业中常用作矿化剂。剂和晶核剂，在水泥工业中常用作矿化剂。TiOTiO2 2为集成光学为集成光学棱镜材料棱镜材料，SiOSiO2 2为光学材料和压电材料。为光学材料和压电材料。ABAB2 2型结构中还有一型结构中还有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。Zhengzhou University of Light Ind

28、ustry32ABAB2 2型结构类型与型结构类型与r r+ +/r/r- -的关系的关系 结构类型 r+/r- 实例（右边数据为 r+/r-比值） 萤石（CaF2）型 0.732 BaF2 1.05 PbF2 0.99 SrF2 0.95 HgF2 0.84 ThO2 0.84 CaF2 0.80 UO2 0.79 CeO2 0.77 PrO2 0.76 CdF2 0.74 ZrO2 0.71 HfF2 0.67 ZrF2 0.67 金红石（TiO2）型 0.4140.732 TeO2 0.67 MnF2 0.66 PbO2 0.64 FeF2 0.62 CoF2 0.62 ZnF2 0.6

29、2 NiF2 0.59 MgF2 0.58 SnO2 0.56 NbO2 0.52 MoO2 0.52 WO2 0.52 OsO2 0.51 IrO2 0.50 RuO2 0.49 TiO2 0.48 VO2 0.46 MnO2 0.39 GeO2 0.36 -方石英型 0.2250.414 SiO2 0.29 BeF2 0.27 Zhengzhou University of Light Industry33一、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属立方晶系面心立方点阵属立方晶系面心立方点阵。CaCa2+2+形成面心立方堆积。形成

30、面心立方堆积。 r r/r/r=0.975=0.975，CaCa2+2+配位数为配位数为8 8，CaCa2+2+位于位于F F 构成的立方体中心。构成的立方体中心。 根据公式根据公式mCNAnCNX计算，计算，F F的配位数为的配位数为4 4，F F填充于填充于CaCa2+2+构成的构成的全部四面体空隙中，即全部四面体空隙中，即F F占据晶胞占据晶胞全部四面体空隙。全部四面体空隙。 晶胞分子数为晶胞分子数为4 4。 Ca-FCa-F的结合键：离子键的结合键：离子键重点重点Zhengzhou University of Light Industry34晶胞结构晶胞结构CaF8多面体图多面体图 晶

31、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。Zhengzhou University of Light Industry35 CaFCaF2 2与与NaClNaCl的性质对比的性质对比：F F半径比半径比ClCl小，小，CaCa2+2+半径比半径比NaN

32、a+ +稍大，综合电价和半径两因素，萤石中质点间的键力比稍大，综合电价和半径两因素，萤石中质点间的键力比NaClNaCl中中的键力强，反映在性质上，萤石的硬度为莫氏的键力强，反映在性质上，萤石的硬度为莫氏4 4级，熔点级，熔点14101410，密度，密度3.183.18，水中溶解度，水中溶解度0.0020.002；而；而NaClNaCl熔点熔点808808，密，密度度2.162.16，水中溶解度，水中溶解度35.735.7。 萤石结构的解理性萤石结构的解理性：由于萤石结构中有一半的立方体空隙：由于萤石结构中有一半的立方体空隙没有被没有被CaCa2+2+填充，所以，在填充，所以，在111111面

33、网方向上存在着相互毗邻面网方向上存在着相互毗邻的同号离子层，其静电斥力将起主要作用，导致晶体在平行于的同号离子层，其静电斥力将起主要作用，导致晶体在平行于111111面网的方向上易发生解理，因此萤石常呈面网的方向上易发生解理，因此萤石常呈八面体解理。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 Zhengzhou University of Light Industry36常见萤石型

34、结构的晶体是一些四价离子常见萤石型结构的晶体是一些四价离子M M4+4+的氧化物的氧化物MOMO2 2，如，如ThOThO2 2，CeOCeO2 2，UOUO2 2，ZrOZrO2 2（变形较大）等。（变形较大）等。碱金属元素的氧化物碱金属元素的氧化物R R2 2O O、硫化物、硫化物R R2 2S S、硒化物、硒化物R R2 2SeSe、碲化物碲化物R R2 2TeTe等等A A2 2X X型化合物为型化合物为反萤石型结构反萤石型结构，它们的正负离，它们的正负离子位置刚好与萤石结构中的相反，即子位置刚好与萤石结构中的相反，即碱金属离子占据碱金属离子占据F F离离子的位置子的位置，O O2-2

35、-或其它负离子占据或其它负离子占据CaCa2+2+的位置的位置。这种正负离。这种正负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）。 Zhengzhou University of Light Industry37二、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=bca=bc，=90=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个，在

36、晶胞半高的另一个面对角线方向也有也有2 2个。个。难点难点Zhengzhou University of Light Industry38 因因r r/r/r=0.522=0.522，TiTi4+4+的配位数为的配位数为6 6；TiTi4+4+与之配位的四个与之配位的四个O O2-2-的键长和另两个的键长和另两个O O2-2-键长不等，所以，键长不等，所以，O O2-2-作畸变的六方紧密堆积作畸变的六方紧密堆积排列排列。 TiTi4+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 1/2 1/2 1/2 O2-坐标

37、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)1/2Zhengzhou University of Light Industry39 TiOTiO2 2除金红石型结构之外，还有板钛矿（正交晶系）和锐除金红石型结构之外，还有板钛矿（正交晶系）和锐钛矿（四方晶系）两种变体，其结构各不相同。常见金红石结钛矿（四方晶系）两种变体，其结构各不相同。常见金红石结构的氧化物构的氧化物有有SnOSnO2 2、MnOMnO2 2、CeOCeO2 2、Pb

38、OPbO2 2、VOVO2 2、NbONbO2 2等。等。TiOTiO2 2在在光学性质上具有很高的折射率（光学性质上具有很高的折射率（2.762.76），在电学性质上具有高），在电学性质上具有高的介电系数。因此，的介电系数。因此，TiOTiO2 2成为制备光学玻璃的原料，也是无线成为制备光学玻璃的原料，也是无线电陶瓷中常用的晶相。电陶瓷中常用的晶相。 Zhengzhou University of Light Industry402.2.4 A2.2.4 A2 2X X3 3型化合物型化合物A A2 2X X3 3型化合物晶体结构比较复杂，其中代表性型化合物晶体结构比较复杂，其中代表性的结构

39、有的结构有刚玉（刚玉（corundumcorundum）型结构）型结构，稀土稀土A A、B B、C C型结构型结构等。由于这些结构中多数为等。由于这些结构中多数为离子键性强离子键性强的化的化合物，因此，其结构的类型也有随离子半径比变化合物，因此，其结构的类型也有随离子半径比变化的趋势。的趋势。 Zhengzhou University of Light Industry41A A2 2X X3 3型结构类型型结构类型与与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=7Zhengzhou University of Light Industry42刚玉（刚玉（ -Al2O3 ）型结构）型结构 刚玉，即刚玉，即-Al2O3，天然天然a-Ala-Al2 2O O3 3单晶体称为白宝石单晶体称为白宝石，其中，其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）。）。 属于属于三方晶系三方晶系（a=b=ca=b