第二章 第四部分 离子晶体构- zxj第二章 第四部分 离子晶体结构- zxj第二章 第四部分 离子晶体结构- zxj第二章 第四部分 离子晶体结构- zxj.ppt

2）组群状硅酸盐晶体结构 2个、3个、4个或6个[SiO4] 通过共用氧相连接形成单独硅氧络阴离子团（有限硅氧四面体群），它们之间再通过其它金属离子连接。 Si/O比：2:7或1:3 （1）桥氧（或公共氧、非活性氧）：有限四面体群中连接两个Si4+的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子配位。 （2）非桥氧（或非公共氧、活性氧）：只有一侧与Si4+相连接的氧。 双四面体[Si2O7]6- 三节环[Si3O9]6- 四节环[Si4O12]8- 六节环 [Si6O18]12- ①双四面体：两个[SiO4]通过公共“氧桥”相互连成[Si2O7]6-团，该[Si2O7]6-团之间不相连，通过其它的金属离子连接。Si/O=2:7 ②孤立环状结构：由三个、四个或六个[SiO4]4-彼此通过共用氧连成封闭的平面孤立环，分别形成三节环、四节环或六节环。Si/O=1:3 * （001）面投影图 115 Be 100 85 50 75 65 50 35 100 100 100 50 50 65 85 50 115 35 115 75 35 65 100 100 100 100 50 50 100 100 50 50 35 65 75 65 85 115 100 85 35 85 75 115 100 50 100 100 50 100 50 100 50 35 85 35 115 50 85 75 85 75 115 100 100 35 65 50 50 35 65 85 115 50 65 50 85 115 75 35 100 Be Be Al Al Al Be Si O 绿柱石Be3Al2[Si6O18]结构 绿柱石的化学式是Be3A12(Si6018)。其晶体结构属于六方晶系；空间群为P6∕mcc ao=0.921nmco=0.917nmZ＝2。 基本结构单元是由6个[SiO4] 组成六节环，其中1个Si4+和2个O2-处在同一高度，环与环相叠。 六节环内无其它离子存在，结构中存在大的环形空腔。有电价低、半径小离子（如Na+）存在时，直流电场中表现出显著离子电导，交流电场中有较大介电损耗； 当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大空腔使晶体不会有明显膨胀，表现出较小的膨胀系数； 结晶学方面，常呈现六方或复六方柱晶形。 绿柱石Be3Al2[Si6O18] 3）链状硅酸盐晶体结构 [SiO4]通过桥氧相连接，形成向一维方向无限延伸的链。依照[SiO4]共用O2-数目不同，分为单链和双链。 单链：每个[SiO4]通过共用2个顶点向一维方向无限延伸。 [SiO3]n2n- 双链：两条相同单链通过尚未共用的氧组成带状，向一维方向无限伸展，化学式为[Si4O11] n6n-。 （a）单链结构； （d）双链结构； （c）（b）（e）为从箭头方向观察所得的投影图 右图：硅氧四面体所构成的链 链的类型、重复单元与化学式 单链[SiO3]n2n-：[SiO4]彼此共用两个顶点，在一维方向上连结成无限的长链，每个四面体仍有两个活性氧，与链间的金属离子相连，Si/O=1:3 typical minerals pyroxenes，透辉石CaMg[Si2O6] , 顽火辉石Mg2[Si2O6] 单链 双链[Si4O11]n6n-：双链是由两个单链通过共用氧平行连接而成，或者看成是单链通过一个镜面反映成双而得。双链中半数氧有两个活性氧，半数氧有一个活性氧。Si/O=4:11 双链 4）层状硅酸盐晶体结构 SiO44－ 共三个顶点在平面内相联，可形成片状（层状）结构，层与层之间通过阳离子约束，络阴离子的基本单元是(Si4O10)4-。 　结构中自由氧一般和Al3+、Mg2+、Fe3+、Fe2+等阳离子相连，构成A1-O，Mg-O等八面体。 层状硅酸盐晶体结构的基本单元：硅氧四面体层和含有氢氧的铝氧八面体层和镁氧八面体层。 两种八面体： （１）二八面体：八面体以共棱方式相连，八面体中的O2-离子只被两个阳离子所共用，这种八面体称为二八面体。Al-O八面体即是二八面体。 （２）三八面体：八面体以共棱方式相连，八面体中的O2-离子被三个阳离子所共用，这种八面体称为三八面体。Mg-O八面体即是三八面体。 在层状硅酸盐晶体结构中，硅氧四面体层和铝氧或镁氧八面体层的连接是由一层四面体层和一层八面体层相连，称为1：1型或二层型层状结构。 Si C0 C0 Al(Mg) Si H2O H2O Al(Mg) (A) (B) 1：1型或 二层型层状结构：  由两层四面体层夹一层八面体层 。 * Si C0 C0 Al(Mg) Si H2O H2O Al(Mg) (A) (B) 2：1型或三层型层状结构： 层