常见九种典型的晶体结构.ppt

* * * * Fe3O4 VMn2O4 NiAl2O4 NiGa2O4 Co3S4 TiZn2O4 γ-Fe2O3 LiTi2O4 CoAl2O4 MgGa2O4 NiCo2S4 VZn2O4 MnFe2O4 MnTi2O4 ZnAl2O4 MnGa2O4 Fe2SiO4 SnMg2O4 MgFe2O4 ZnCr2O4 Co3O4 ZnIn2S4 Ni2SiO4 TiMg2O4 Ti Fe2O4 CoCr2O4 GeCo2O4 MgIn2O4 Co2SiO4 WNa2O4 LiMn2O4 CuMn2O4 VCo2O4 CuV2S4 Mg2SiO4 CdIn2O4 具有尖晶石型结构的部分物质 LiMn2O4锂电材料 9 层状硅酸盐结构 四面体层（T）和八面体层（O） T层 [SiO4]共3个角顶成六方网层，第4个角顶(活性氧)朝向同一方向；在六方网孔中心、与活性氧同高度处存在一个OH。 半径1.3A O层 两个T层活性氧相向、错开一定距离做紧密堆积，阳离子充填八面体孔隙，形成O层。 或：一边是T层的顶点氧和羟基，另一边为一层羟基。 三八面体型结构和二八面体型结构 当每个六方网孔下的3个八面体空隙（一共是 -6价）被三个（二价）阳离子充填时，整个结构称作三八面体型结构；当3个八面体空隙被两个（三价）阳离子充填时，则结构称作二八面体型结构。 三八面体结构的O层 每个配位离子被三个八面体共用，分给每个八面体阳离子-1/3价，6个总和为-2价。因此每个八面体样子只能为+2价。 每个配位离子被两个八面体共用，分给每个八面体样子-1/2价电荷，6个共-3价，因此八面体阳离子为+3价。 二八面体结构的O层 结构单元层及基本类型 T层和O层的不同堆积方式构成了层状结构硅酸盐的结构单元层： 1∶1型（TO型）：1层T层和1层O层，代表矿物是高岭石。 2∶1型（TOT型）：2层T层夹1层O层，代表矿物是滑石。 层间域 结构单元层之间的空间叫层间域。层间域可以完全空置，也可以被其它物质充填，如离子，分子，水和有机物等。 滑石结构 云母结构 高岭石(kaolinite) 八面体阳离子在每层占据同样的位置。 7.17-7.20A 0.00 0.65 2.22 3.37 4.30 7.17 按实际离子半径得到的1:1层型结构 7.17-7.20A 实际上高岭石的层间域是没有空隙的。 八面体表面离子分布： 四面体片层间的表面离子分布 实际高岭土的片状颗粒：宽2μ，厚0.1-0.2μ。 注意上下层面的离子分布及特征。 蒙皂石族(Smectite) 15A蒙皂石 Ca2+携带大量水分子 15A 5.5-6A Ca2+携带大量水分子 层电荷的来源 (1) 来源于四面体片的Al-Si替代。这时，与配平电荷的层间阳离子距离较近，称之为“近电”。 记为 Xt (2) 来源于八面体片的Mg-Al替代。这时，于配平电荷的层间阳离子距离较远，称之为“远电”。 记为 Xo 层电荷的分布 在晶胞所示范围内，每个单面只有-0.33价的电荷。 平均每个基底氧携带电荷约为-0.055价。 天然蒙皂石的层间主要为Ca2+，要达到电荷平衡，1个Ca2+要配平约3个晶胞的底面积，约在半径为6.75A的圆面积上。 1个Ca2+配平的电荷范围 按原子的实际半径，则为如下分布： 而Ca2+的半径只 有1.0A，因此层 间区域要含大量 的极性水分子， 进行电荷的传 递，从而达到结 构的电荷平衡。 在柱撑蒙脱石，如羟基铝柱撑，每个阳离子柱(集团)，为+7价，约需平衡10.6个单位晶胞的电荷：即相当于半径为13.04A的圆。 羟基铝柱撑蒙脱石结构示意 18A 8.5 20A * * * * * * * * 具有NaCl型结构的部分物质。 表9.4 与石盐等结构的物质 氯化物 碳化物 氮化物 氧化物 氟化物 溴化物 硫化物 氯化钾(KCl) 氯化铷(RbCl) 碳化钛(TiC) 碳化钒(VC) 碳化锆(ZrC) 氮化钒(VN) 氮化钛(TiN) 氮化锆(ZrN) 氮化钪(ScN) 氮化铕(EuN) 氧化镁(MgO) 氧化钴(CoO) 氧化镍(NiO) 氧化锰(MnO) 氟化锂(LiF) 氟化银(AgF) 溴化钠(NaBr) 溴化钾(KBr) 溴化铷(RbBr) 硫化锰(MnS) 方铅矿 (PbS) (111) (200) (220) 6