第2章 2.3～2.4离子晶体的结构共价晶体的结构
第二部分晶体的结构
第⼆部分晶体的结构第⼆部分晶体结构2.1 晶体学基础概述根据结合键类型不同，晶体可分为⾦属晶体、离⼦晶体、共价晶体和分⼦晶体。
晶体结构：晶体中原⼦（离⼦或分⼦）在三维空间的具体排列⽅式。
空间点阵与晶胞1．相关概念空间点阵(lattice)晶格(space lattice)阵点（结点）晶胞（cell）选取晶胞应遵循⼀定的原则晶胞⼤⼩和形状表⽰⽅法⼆、晶系和布拉菲点阵根据晶体的对称性和每个阵点周围具有相同的环境，布拉菲运⽤数学⽅法推算，将花样繁多的晶体结构归纳为14种空间点阵（称为布拉菲点阵）。
根据晶格常数a、b、c及α、β、γ是否相等，⼜将14中空间点阵归属于七⼤晶系。
晶体结构和空间点阵之间的区别空间点阵（space lattice）：晶体中质点排列的⼏何学抽象，⽤以描述和分析晶体结构的周期性和对称性。
由于各阵点的周围环境相同，只有１４种类型。
晶体结构（crystal structure）：晶体中原⼦（离⼦或分⼦）在三维空间的具体排列⽅式。
由于组成晶体的物质质点及其排列⽅式不同，晶体结构是⽆限的，但总能按其原⼦（分⼦或离⼦）排列的同期性和对称性，归属于14种空间点阵中的⼀种。
七⼤晶系：1.三斜晶系（triclinic system）：a≠b≠c，α≠β≠γ≠ 90°2.单斜晶系（monoclinic system ）：a≠b≠c，α＝γ＝90°≠β2.正交(斜⽅)晶系（orthogonal system ）：a≠b≠c，α＝β＝γ＝ 90°4.四(正)⽅晶系（tetragonal system ）：a＝b ≠ c，α＝β＝γ＝90°5.⽴⽅晶系（cubic system ）：a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°6.六⽅晶系（hexagonal system ）：a＝b ≠ c，α＝β＝90°，γ＝120°7.菱形晶系（rhombohedral system）：a＝b＝c，α＝β＝γ≠90°⼗四种空间点阵：1 简单⽴⽅点阵：a=b=c，α=β=γ =90°2 体⼼⽴⽅点阵：a=b=c，α=β=γ =90°3 ⾯⼼⽴⽅点阵：a=b=c，α=β=γ =90°4 简单四⽅点阵：a=b ≠ c，α=β=γ =90°5体⼼四⽅点阵：a=b ≠ c，α=β=γ =90°6 简单菱⽅点阵：a=b=c，α=β=γ≠ 90°7 简单六⽅点阵：a=b ≠ c，α=β=90°，γ =120°8 简单正交点阵：a≠b≠c，α= β= γ = 90°9 底⼼正交点阵：a≠b≠c，α= β= γ = 90°10 体⼼正交点阵：a≠b≠c，α= β= γ = 90°11 ⾯⼼正交点阵：a≠b≠c，α= β= γ = 90°12 简单单斜点阵：a≠b ≠c α= β =90°≠γ12 底⼼单斜点阵：a≠b ≠c α= β =90°≠γ14 简单三斜点阵：a≠b≠c α≠β≠γ≠90°⾦属晶体的结构主要为：FCC、BCC、HCP三、晶向指数和晶⾯指数1．⽴⽅晶系中的晶向指数晶向指数的确定⽅法晶向指数规律2．⽴⽅晶系中的晶⾯指数晶⾯指数的确定⽅法晶⾯指数规律2．六⽅晶系的晶向和晶⾯指数4．晶带晶带(zone)——相交或平⾏于某⼀直线的所有晶⾯的组合晶带轴：此直线为晶带轴。
《固体物理基础》晶体的结合
四、离子晶体的结合能
四、离子晶体的结合能
马德隆常数
第一次计算由Madellung完成。 Ewald建立了一个关于晶格求和计算的通用方法。
四、离子晶体的结合能
例1 正负一价离子组成的一维晶格
四、离子晶体的结合能
例2 正负一价离子组成的二维正方格子
四、离子晶体的结合能
B和n的确定
四、离子晶体的结合能
三、金属晶体
特征：
结合力：原子实和价电子云间的静电库仑力。 (无饱和性和方向性) 晶体结构：(每个金属原子的电子云分布基本 上是球对称的) 同一种金属原子—等径圆球堆 积—密堆积
→面心立方，六角密堆，体心立方 晶体特征：稳定，密度大，硬度高，熔点高， 导电，传热，延展性。
四、分子晶体
特征： 结合力：范德瓦尔斯力，结构单元瞬时 偶极矩的相互作用。 晶体结构：最密排方式。 特征：熔点低，硬度小。
不同原子的负电性相对大小的变化趋势： （1）同一周期内，负电性从左到右逐渐增强； （2）同一族内，负电性由上至下逐渐减弱； （3）周期表中越往下，同一周期内元素的负电
性差异越小。
元素和化合物晶体结合的规律
§ 2.2 晶体的结合能
一ห้องสมุดไป่ตู้结合能的意义
定义：处于稳定状态的晶体，其总能量（动能和 势能）比组成这个晶体的N个粒子在“自由”时的
总能量低，二者之差就是晶体的结合能：
“自由”是指各粒子都可以看作为独立的粒子， 粒子之间的距离足够大，以致它们间的相互作用可 以忽略。
一、结合能的意义
ε0包括：晶格能(组成晶体的粒子之间的相互 作用总势能) 、晶格振动能，其它晶体缺陷等 能量。 以εN为参考能位：
总相互作用能(晶格能)与结合能
上海交大-材料科学基础-第二章-1
晶面的位向
h : k : l cos : cos : cos
cos2 cos2 cos2 1 立方晶系
晶面间距
dhkl
a h
cos
b h
cos
c h
cos
d
2hkl [(
h a
)2
( h )2 b
( h )2 ] c
cos2
cos2
cos2
式中ｈ、ｋ、ｌ为晶面指数（ｈｋｌ），ａ、ｂ、ｃ为 点阵常数，α、β、γ为晶面法线方向与晶轴夹角。
每个原子周围的情况完全相同，则这种原子所组成的
网格称为简单晶格。
复式晶格：如果晶体由两种或两种以上原子组成，同 种原子各构成和格点相同的网格，网格的相对位移而 形成复式晶格。
cc
金刚石结构
2.1.2 晶向指数和晶面指数
晶列：布拉菲格子的格点可以看成是分布在一系列相 互平行的直线上，而无遗漏，这样直线称为晶列；
uvw 放入方括号内，写成[uvw],即为待标定晶向的晶 向指数。若为负值，则在指数上加一负号。（化整数， 列括号）
xa : yb : zc u :v : w abc
立方晶系中一些常用的晶向指数
例：如图在立方体中， a i , b j , c k
方法2
D是BC的中点，求BE,AD的晶列指数
第二章 固体结构
本章主要内容
❖ 2.1晶体学基础 ❖ 2.2金属的晶体结构 ❖ 2.3合金相结构 ❖ 2.4离子晶体结构 ❖ 2.5共价晶体结构
概述
❖ 物质按聚集状态分类: 气态、液态和固态； ❖ 按原子（或分子）排列特征分类：晶体和非晶体。
绝大部分陶瓷、少数高分子材料、金属及合金是晶体； 多数高分子材料、玻璃及结构复杂材料是非晶体。
上海交大材料科学基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
上海交大材基-第二章晶体结构--复习提纲讲解
第2章晶体结构提纲：2.1 晶体学基础2.2 金属的晶体结构2.3 合金相结构2.4 离子晶体结构2.5 共价晶体结构2.6 聚合物的晶态结构2.7 非晶态结构学习要求：掌握晶体学基础及典型晶体的晶体结构，了解复杂晶体(包括合金相结构、离子晶体结构，共价晶体的结构，聚合物的晶态结构特点)、准晶态结构、液晶结构和非晶态结构。
1．晶体学基础（包括空间点阵概念、分类以及它与晶体结构的关系；晶胞的划分，晶向指数、晶面指数、六方晶系指数、晶带和晶带定律、晶面间距的确定、极射投影）；2．三种典型金属晶体结构（晶胞中的原子数、点阵常数与原子半径、配位数与致密度、堆垛方式、间隙类型与大小）；3．合金相结构（固溶体、中间相的概念、分类与特征）；4．离子晶体的结构规则及典型晶体结构（AB、AB2、硅酸盐）；5、共价晶的结构规则及典型晶体结构体（金刚石）6、聚合物的晶态结构、准晶态结构、液晶结构和非晶态结构。
重点内容1.选取晶胞的原则；Ⅰ) 选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性；Ⅱ）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多；Ⅲ）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；Ⅳ）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积。
2.7个晶系，14种布拉菲空间点阵的特征；（1）简单三斜（2）简单单斜底心单斜（3）简单正交底心正交体心正交面心正交（4）简单六方（5）简单四方体心四方（6）简单菱方（7）简单立方体心立方面心立方3.晶向指数与晶面指数的标注，包括六方体系，重要晶向和晶面需要记忆。
4.晶向指数，晶面指数，晶向族，晶面族，晶带轴，共带面，晶面间距5.8种,即1，2，3，4，6，i，m，。
或C1，C2，C3，C4，C6 ，C i，C s，S4。
微观对称元素6.极射投影与Wulff网；标hkl直角坐系d4⎧⎨⎩微观11213215243滑动面 a，b，c，n，d螺旋轴 2；3，3；4，4，4；6，6，6，6，67.三种典型金属晶体结构的晶体学特点；在金属晶体结构中，最常见的是面心立方(fcc)、体心立方（bcc）和密排六方(hcp)三种典型结构，其中fcc和hcp系密排结构，具有最高的致密度和配位数。
第二章 材料中晶体结构知识讲解
(2)晶带定律 晶带轴[uvw]与该晶带中任一晶面(hkl)之间均满足： hu+kv+lw=0
32
推论： 两个不平行晶面(h1k1l1)、(h2k2l2)必定属于同
一个晶带，其晶带轴[uvw]可由下式求得： [uvw] = h1 k1l1 × h2 k 2 l2 u k1l 2 k 2l1
=
v l1h2 l h2 1 w h1k 2 h2k1
两不平行晶向[u1v1w1]、[u2v2w2]所决定的晶 面指数（hkl）： h v1w2 v2w1 k w1u2 w2u1 l u1v2 u v2 1
33
例题讲解
作图表示立方晶体的(123), (012), (421) 晶面及 [102],[211],[346] 晶向。
书上例题（P44） 课后仔细阅读。
34
第二节 纯金属的晶体结构
金属的典型晶体结构 多晶型性 晶体的原子半径
35
一、金属的典型晶体结构 面心立方结构 FCC (face-centered cubic) Cu, Ni, Al,γ-Fe…
36
体心立方结构 BCC (body-centered cubic) Cr, V, β-Ti, α-Fe, δ-Fe…
fcc
bcc
cph
0.74
0.68
0.74
43
6、间隙 若将晶体中的原子视为球形，则相互接触的最近 邻原子间的空隙称为间隙。 间隙内能容纳的最大刚性球的半径称为 间隙半 径 rB。 间隙大小常用间隙半径与原子半径 rA之比 rB / rA 表示。
44
（1）面心立方结构晶体中的间隙 正八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及体
高中化学离子晶体结构
1.AB型化合物结构
（1）CsCL型结构：CsBr,CsI 图2-52 CsCL晶胞
（2）NaCl型结构：MgO,FeO,TiN,TiC等
图2-53 NaCl晶胞
返回
金绿柱石
铯绿柱石
海蓝宝石
二、组群状结构
SiO4四面体是以二个、三个、四个和六个通 过公共氧连接而成的四面体群体，这种群体看成 一个结构单元。结构单元在结构中不直接连接, 而靠MO6连接起来的。
络阴离子: Si2O76-， Si3O96-， Si4O128- ，Si6O1812晶体代表: 绿柱石结构 Be3Al2Si6O18
MgF2, FeF2, VO2，CrO2， PbO2，WO2，MoO2 等为金红石型。
3.A2B3型化合物结构
以a Al O 为代表 刚玉型结构 23
O2-近似作六方最紧密堆积，配位数为4，堆积层 垂直于三次轴，Al3+充填了O2-形成的八面体空隙 数的2/3,每三个相邻的八面体空隙有一个是有规 则地空着；每个晶胞含4个Al3+和6个O2-。
一、孤岛状结构 SiO4四面体在结构中不直接连接, 而靠
MO6连接起来的, 即SiO4四面体被MO6八面 体隔离。
络阴离子: SiO44--
晶体代表: ZrSiO4(锆英石)、Mg2SiO4(镁橄榄 石)，(MgFe)2SiO4(橄榄石)
橄榄石 (Mg,Fe)2[SiO4]
长石晶体结构
在架状结构的硅氧四面体中，有部分Si4+被Al3+取 代，形成由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状 结构。
材料科学基础,第2章,材料中的晶体结构
晶面间距与晶面指数的关系： 晶面间距是现代测试中一个重要的
参数。在简单点阵中，通过晶面指数 （hkl）可以方便地计算出相互平行的一 组晶面之间的距离d。
晶系 晶面间距
立方
1 h2 k 2 l2
d2
a2
正方
1
h2 k2
l2
d2
a2
c2
六方
( ) 1
4 h2 hk k 2
l2
d2
3
a2
c2
1.晶面、晶向及其表征
1）晶面 （1）定义：晶体点阵在任何方向上可分
解为相互平行的结点平面，称为晶面。 （2）特征： 晶面上的结点在空间构成一个二维点阵。 同一取向上的晶面，不仅相互平行、间
距相等，而且结点的分布也相同。 不同取向的结点平面其特征各异。
（3）晶面指数：
结晶学中经常用（hkl）来表示一组平 行晶面，称为晶面指数。
不同方向的直线组，其质点分布不尽相同。
（3）晶向指数： 用[uvw]来表示。 其 中 u 、 v 、 w 三 个 数 字 是 晶 向 矢 量
在参考坐标系X、Y、Z轴上的矢量 分量经等比例化简而得出。
晶向指数求法：
①确定坐标系； ②过坐标原点，作直线与待求晶向
平行； ③在该直线上任取一点，并确定该
{110}晶面族
Z
（011）
（110） （011） （101）
（101）
Y （110）
X
2）晶向：
（1）定义：
点阵可在任何方向上分解为相互平行的直线组， 结点等距离地分布在直线上。位于一条直线上 的结点构成一个晶向。
（2）特征：
同一直线组中的各直线，其结点分布完全相同， 故其中任何一直线，可作为直线组的代表。
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四面体中硅与氧原子位置
硅酸盐的分类
按[SiO4]4-的不同结合,将硅酸盐分为：
1.孤岛状硅酸盐 [SiO4]4-以孤立状存在（与其它阳离子 结合达到电价平衡）。 2.组群状硅酸盐 由[SiO4]4- 通过共用氧(桥氧)相生成2、 3、4或者说个硅氧组群。 3.链状硅酸盐 由[SiO4]4- 通过桥氧的连接在一维方向 伸长成单链或双链、链与链间为正离子链结。 4.层状硅酸盐 由[SiO4]4- 四面体某个面在平面内以共 用顶点的方式连接成六角对称的二维结构,多为二节单层。 当活性氧与其它负离子一起与金属正离子组成八面体层, 就与四面体构成双层结构。 5.骨架状硅酸盐 由[SiO4]4- 四面体连成无限六元环状, 层中未饱合和交替指向上或向下,把这样的层叠置起来使 两个为一个公共氧所代替。
三、离子晶体的结构规则
鲍林在大量实验的基础上，应用离子键理论，并主要 根据离子半径，即从几何角度总结出了离子晶体的结构 规则──鲍林规则。鲍林规则共包括五条规则。
Pauling第一规则—— 负离子配位多面体规则
是离子晶体的结构基础
内容：在正离子周围，形成一个负离子配位多面体，
正负离子间的距离取决于它们的半径之和， 而配位数CN取决于它们的半径之比。 说明： (1) 晶体结构是以负离子作近似紧密堆积，正离子 填入负离子堆积所形成的空隙中。正离子趋向 于与尽可能多的负离子为邻(配位数尽可能大)。 (2) 在结构中正负离子之间必须接触，而负离子之间 可以不接触，使得结构中吸引力大于斥力，处于 稳定状态。 (3) 配位数一定时，R+/R-有一下限值（临界离子半径 比值）——第(2)条的推论
单一和成对四面体（孤岛状硅酸盐）
组群状硅酸盐
2.4 共价晶体的结构
一、共价晶体的主要特点 二、典型共价晶体的结构
一、共价晶体的主要特点
共价晶体是由同种非金属元素的原子或一种非金属 元素的原子以共价键结合而成的无限大分子。由于共 价晶体中的粒子为中性原子，所以也叫原子晶体。 共价晶体的结构 （1〕饱和性：一个原子的共价键数为8-N。 （2〕方向性：各键之间有确定的方位 （配位数小，结构稳定）
(4)六方ZnS型结构(纤锌矿型)
典型材料 ZnO，ZnSe，AgI
晶胞内离子数: 2+2=4 S2-坐标: 0,0,0；2/3,1/3,1/2 Zn2坐标: 0,0, 5/8；2/3,1/3,1/8 Zn2和S2-的配位数: 4，4 Zn2的负离子配位多面体：
负离子构成hcp结构 Zn2+占据其中一半四面体空隙， 构成[ZnS4]四面体 六方晶系 晶体结构 简单六方
共价键的结合力较强强，所以共价晶体具有强度高、硬度高、脆性大、 熔点高、沸点高和挥发性低等特性，结构也比较稳定。 由于相邻原子所共用的电子不能自由运动，故共价晶体的导电性较差。
二、典型共价晶体的结构
（1）金刚石晶体结构
结构：立方晶系，面心立方点阵，
单胞原子数为8。也可以看作两个面心 立方点阵沿体对角线相对移动1/4体 对角线长度后形成的。
稳定
不稳定 会出现什么？
正离子不太大时，稳定！ 但当正离子半径过大时会 出现什么？
据此，可计算不同配位数时的临界半径比下限
以NaCl为例，计算配位数CN=6时的临界半径比下限
2 (r-+r+)
A 在直角三角形ABC中
B
C
2( 2 r ) [ 2( r r )]
r 2 1 0.414 r
聚合物的晶体型态
聚合物的晶体形态有多种多样,可分为： 1、单晶 2、球晶 3、树枝状晶 4、串晶 5、伸直链晶
(a)晶胞结构
(b)(001)面上的投影图
17 (c)负离子多面体图
结构：面心立方 典型材料：GaAs，AlP
（4）六方ZnS型
结构： 六方晶系，简单六方点阵 结构特点：由负离子（S2-）和正 离子（Zn2+）各自形成的密排六方 点阵穿插而成，其中一个点阵相对于 另一个点阵沿C轴位移了三分之一的 点阵矢量。正负离子配位数均为4. 典型材料：ZnO，SiC
2
2
2r-
离子半径比(R+/R-)、阳离子配位数及负离子配位多面体形状
所谓负离子配位多面体是指：在离子晶体结构中，与某一正 离子成配位关系而邻接的各个负离子中心线所构成的多面体。 配位数（即配位多面体的形状）主要取决于离子半径，但是 所有离子键都有部分共价成分，因此离子键百分比也对配位数有 影响。
负离子趋向于紧密堆积，正离子有规律地分布于负离子堆 积体的空隙之中。（正负离子构成配位多面体，正离子趋向 于被尽可能多的负离子所包围，而且正负离子尽可能接近）
宏观性质很大程度上取决于离子的性质及其排列方式
二、离子半径
一般所了解的离子半径的意义是指离子在晶体中的接触 半径，即以晶体中相邻的正负离子中心之间的距离作为正负 离子半径之和，可根据x-射线衍射测出。确定正、负离子 半径分别为多少才是难题。 1926年，Goldschmidt确定了氟离子和氧离子的半径分别 是0.133 nm和0.132 nm，然后以此为基准，根据氟化物、氧 化物、氯化物等离子晶体的晶胞参数，一一推算出其他各离子 的半径。 与原子半径类似，离子半径也不是一成不变的，离子半径 随配位数、离子的价数等等而改变。一般手册提供的离子半径， 皆是NaCl型结构配位数为6的数据。
两个配位多面体连接时，随着共用顶点数目的增加，中心 阳离子之间距离缩短，库仑斥力增大，结构稳定性降低。
实例：[SiO4]（高电价低配位）只能共顶连接；而[AlO6] 却可以共棱连接，在有些结构，如刚玉中，[AlO6]甚至还 可以共面连接。
Pauling第四规则—— 不同种类正离子的配位多面体间连接规则 内容：在含有二种以上阳离子的离子晶体中，电价较高 而配位数较低的阳离子所形成的配位多面体之 间，有尽量互不结合的趋势。
(3) 立方ZnS型结构(闪锌矿型β-ZnS) ：
Zn2+和S-2的位置及配位数=?
实际上却是4
ZnS中的共价成分增加， 理论上，R(Zn2+)/R(S2-)=0.414 离子键百分比下降，导致 配位数=6 配位数降至4 配位多面体及其连接方式？ 四面体共顶连接，1个S2-被4个(ZnS4)四面体共用
Pauling第三规则—— 负离子多面体共用顶、棱和面的规则 内容：在配位型的晶体结构中，配位多面体共用棱， 特别共用面的存在会降低这个结构的稳定性， 对于高电价低配位的正离子，这种效应特别大。 说明: (1) 一般来说共顶连接最稳定，共棱、共面连接不 大稳定
1
0.58
0.33
1
0.71
0.58
SiC结构
2.5
பைடு நூலகம்聚合物的凝聚态结构
聚合物凝聚态结构一般称为三级结构，是在分子间力作 用下大分子相互敛聚在一起形成的组织结构。聚集态 结构分为晶态结构和非晶态结构（主要的凝聚态）。 结晶的热力学条件：驱动力为分子间作用力——不利 动力学条件：大分子扩散速度慢——不利 聚合物凝聚态结构特点： (1)聚合物结晶速度慢，结晶具有不完整性、晶内存 在大量缺陷，通常还包含一定量的非晶相。 (2)凝聚态结构与分子链本身的结构、外界条件有关。 分子间作用力强，分子链短有利于结晶； 冷却速度慢，应力等外界条件有利于结晶。
（1）NaCl晶体结构
结构：面心立方，r+/r-＝0.52,正、负离子的配位数均为6 。 结构特点：负离子构成配位八面体，正离子占据全部八面 体间隙，配位八面体共棱连接。 典型材料：MgO，CaO, FeO，NiO
结构：简单立方， r+/r-＝0.933，正、负离子的配位数均为8 结构特点：负离子构成配位立方体，正离子占据立方体间隙， 配位立方体共面连接（阳离子低价高配位，共面连接）。 典型材料：CsBr，CsI
结构：面心立方 结构特点：正离子构成面心 立方点阵，负离子位于该晶 胞的8个四面体间隙，正、负 离子的配位数分别为8、4 典型材料：Mg2Si，CuMgSb
结构：体心四方 结构特点：负离子构成稍有 变形的密排立方点阵，正离 子位于八面体间隙的一半 中，正、负离子的配位数分 别为6、3 典型材料：VO2，NbO2， MnO2，SnO2，PbO2
空间点阵
R(Zn2+)/R(S2-)=0.414，配位数=?
配位多面体及其连接方式？ 每个S2-被4个[ZnS4]四面体共用，共顶连接
由于离子间极化的影响， 使配位数由6降至4
立方ZnS和六方ZnS [ZnS4]配位四面体的共顶点连接的逐层配置图 立方：ABCABC 六方：ABAB 类似于纯金属的密堆结构
说明：以镁橄榄石Mg2SiO4为例，氧作六方紧密积，
Mg2+和Si4+分别填入四面体和八面体空隙中， 形成[MgO6]八面体和[SiO4]四面体。 [SiO4]四面体高电价低配位，库仑斥力大（第三规则） 所以[SiO4]之间不连接，而[SiO4]与[MgO6]共棱 连接成岛状结构。
Pauling第五规则—— 节约规则 内容：在同一晶体中，同种正离子与同种负离子的 结合方式应最大限度地趋于一致。 说明： (1) 在晶体结构中正离子与负离子之间连接方式 越少越好（配位多面体的种类越少越好）； (2) 每种连接方式要满足静电价规则。 例：在硅酸盐晶体中，不会同时出现[SiO4]四面体 和[Si2O7]双四面体结构基元，尽管它们之间符合鲍 林其它规则。 （晶体结构周期性和对称性的要求）
四、典型离子晶体的结构
多数盐类、碱类（金属氢氧化物）及金属氧化物都形成离子晶体。 离子晶体的结构是多种多样的。离子晶体按其化学组成分为： 二元
化合物和多元化合物。 二元化合物 AB型： NaCl型、CsCl型、立方ZnS型、六方ZnS型 AB2型：CaF2型和金红石型（TiO2) A2B3型： 多元化合物有 ABO3型 AB2O4型