第三章晶体结构，习题与解答-湖南工学院.PDF

湖南工学院 第二章 晶体结构及常见晶体结构类型 1、名词解释 （a ）晶体与晶体常数（b ）类质同晶和同质多晶（c ）二八面体型与三八面体型 （d ）同晶取代与阳离子交换（e ）尖晶石与反尖晶石（f ）晶胞与晶胞参数（g ） 配位数与配位体（h ）同质多晶与多晶转变（i ）位移性转变与重建性转变（j ）晶 体场理论与配位场理论 解： （a ）晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。或晶体是 具格子构造的固体。晶体常数：晶轴轴率或轴单位，轴角。 （b ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质 相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性 和晶体结构变化的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 （c ）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子 所填充称为二八面体型结构。 三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三 八面体型结构。 （d ）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构 类型的现象。 阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电 价低、半径大的阳离子（如K+ 、Na+等）将进入晶体 结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其 它阳离子交换。 （e ）正尖晶石：在AB2O4 尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而 B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石； 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布 于八面体空隙，通式为B(AB)O4 ，称为反尖晶石。 （f ）任何晶体都对应一种布拉菲格子，因此任何晶体都可划分出与此种布拉菲 格子平行六面体相对应的部分，这一部分晶体就称为晶胞。晶胞是能够反映晶体 材料物理化学 湖南工学院 结构特征的最小单位。 表示晶体结构特征的参数（a、b 、c，α(bc)∧、β(ac)∧、 γ(ab)∧）称为晶胞常数，晶胞参数也即晶体常数。 （g ）：配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。配位体：晶体 结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的 多面体。 （h ）同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH 值等），结 晶成为两种以上不同结构晶体的现象。多晶转变：当外界条件改变到一定程度时， 各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。 （i ）位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构 发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变 形式。重建性转变：破坏原有原子间化学 键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。 （j ）晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不 存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。配位场理论：除了 考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论。 2 、在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，其中： （1）所有八面体间隙位置均填满； （2 ）所有四面体间隙位置均填满； （3 ）填满一半八面体间隙位置； （4 ）填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解： （1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO ； （2 ）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li O ； 2 （3 ）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO ； 2 （4 ）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO 。 3、试解释： （a ）在AX型晶体结构中，NaCl型结构最多； 材料物理化学 湖南工学院 + -