在离子晶体中,正、负离子的排列有一定规律,离子排列形式要受到离子半径、离子电荷、离子的电子层结构的影响,因此是多种多样的,下面对AB型(正、负离子电荷绝对值相等)离子晶体中的三种最常见的排列进行讨论。
1 CsCl型
CsCl的晶胞是个立方体。每个Cs+(或Cl-)处于立方体的中心,被立方体8个异号离子所包围,形成一个体心立方晶格。由于顶角上离子属于8个晶胞所共有,也就是顶角上离子只有1/8属于一个晶胞中。所以在一个CsCl晶胞中实有1个Cs+和1个Cl-。在晶体中,与一个粒子相邻最近的其它粒子数称为配位数。对于CsCl晶体来讲,配位数为8,由于正、负离子的配位数都是8,所以称为8:8配位。属于CsCl型的离子晶体还有CsBr、CsI等。
2 NaCl型
NaCl的晶胞也是个立方体。晶胞上的节点比较多,中心离子(Na+或Cl-)处于立方体的中心,在中心离子附近排列着6个异号离子,它们分布在晶胞立方体6个面的中心处,这些离子又分别被6个与它们异号的离子所包围。所以,在NaCl晶胞中,Na+(或Cl-)位于立方体的体心和12条棱的中点,Cl-(或Na+)位于立方体的8个顶角和6个面的面心。在立方体棱中点上的离子属于相邻4个晶胞所共有,体心的离子只为1个晶胞所拥有,所以,1个NaCl晶胞中Na+个数为1+12×1/4=4个;另外,顶角离子属于相邻8个晶胞所共有,立方体面中心上的离子属于相邻2个晶胞所共有,所以,1个NaCl晶胞中Cl-个数为8×1/8+6×1/2=4个。每个离子(Na+或Cl-)均处于6个异号离子包围之中,正、负离子的配位数都为6,即采用6:6配位。属于NaCl型的晶体还有NaF、AgBr、BaO等。
3 ZnS型
ZnS的晶胞也是立方体。晶胞内的节点分布更加复杂,中心离子(Zn2+或S2-)处于把晶胞平均分成8个小正立方体的互不相邻的4个的中心,异号离子则分布在晶胞的8个顶角和6个面的面心处。因此,每个晶胞中有4个Zn2+和4个S2-。每个离子均处于4个异号离子包围之中,配位数为4,即采用4:4配位。属于ZnS型的晶体还有ZnO、AgI等。
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