结构化学第5章--晶体结构-5-04
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结构化学第5章--晶体结构-5-01
晶体是由在空间有规律地重复排列的微粒（原子、分子、离子） 组成的，为了讨论晶体周期性,不管重复单元的具体内容,将其 抽象为几何点（无质量、无大小、不可区分),那么这些点在空 间的排布就能表示晶体结构中原子（或分子、离子）的排布规 律。
由无数个几何点在空间有规律的排列构成的图形称为点阵。 （非严格定义）
《结构化学》
第五章 晶体结构
(Crystal Structure)
5.1 晶体的点阵理论(Crystal Lattice Theory)
主讲：庄志萍教授
5.1 晶体的点阵理论(Crystal Lattice Theory) 一、晶体的点阵理论（Crystal Lattice Theory）
1、点阵(Lattice)
称为空间点阵参数或晶胞参数（按照晶体结构的周期 性划分所得的平行六面体单位称为晶胞） 由矢量
的方向决定晶体的坐标轴（右手系）。 空间点阵的正当单位有七种类型：立方、六方、四方、 三方、正交、单斜和三斜单位，考虑到素单位和复单位 之分，有十四种点阵型式。这十四种点阵型式是Bravias 于1885年推得的，又称为Bravias点阵型式。见图。
直线点阵 在直线点阵中，相邻两个点阵点的矢量
是这直线点阵的单位矢量。 矢量的长度a称为点阵参数。
结构基元与点阵点
一维周期性结构与直线点阵
平面点阵
平面点阵必可划分为一组平行的直线点阵，并可选择 两
个不相平行的单位矢量 划分成并置的平行四边形单位。
矢量的长度a、b及其夹角γ称为平面点阵参数。
平
面
点
阵
与
正
当
平 面
净含一个点阵点的平面格子是素格子，多于一个
格
点阵点者是复格子；平面素格子、复格子的取法都有
由无数个几何点在空间有规律的排列构成的图形称为点阵。 （非严格定义）
《结构化学》
第五章 晶体结构
(Crystal Structure)
5.1 晶体的点阵理论(Crystal Lattice Theory)
主讲：庄志萍教授
5.1 晶体的点阵理论(Crystal Lattice Theory) 一、晶体的点阵理论（Crystal Lattice Theory）
1、点阵(Lattice)
称为空间点阵参数或晶胞参数（按照晶体结构的周期 性划分所得的平行六面体单位称为晶胞） 由矢量
的方向决定晶体的坐标轴（右手系）。 空间点阵的正当单位有七种类型：立方、六方、四方、 三方、正交、单斜和三斜单位，考虑到素单位和复单位 之分，有十四种点阵型式。这十四种点阵型式是Bravias 于1885年推得的，又称为Bravias点阵型式。见图。
直线点阵 在直线点阵中，相邻两个点阵点的矢量
是这直线点阵的单位矢量。 矢量的长度a称为点阵参数。
结构基元与点阵点
一维周期性结构与直线点阵
平面点阵
平面点阵必可划分为一组平行的直线点阵，并可选择 两
个不相平行的单位矢量 划分成并置的平行四边形单位。
矢量的长度a、b及其夹角γ称为平面点阵参数。
平
面
点
阵
与
正
当
平 面
净含一个点阵点的平面格子是素格子，多于一个
格
点阵点者是复格子；平面素格子、复格子的取法都有
结构化学基础第5章
小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型
杂化轨道类型 等性 参加杂化的轨道 s+p s+(2)p s+(3)p 杂化轨道数 2 3 4 分子空间构型 直线形 三角形 四面体 不等性
s+(3)p
4
三角锥,V型
实例中心原子
Be
B
C,Si
N,P O,S
MO法成功的处理双核分子体系中所用的思想 可以向多核分子体系作推广。本节通过学习分 子轨道的定域和离域的概念，用杂化轨道理论 近似的构造多核分子轨道模型。
本节内容： 1、离域分子轨道和离域键
2、定域分子轨道和定域键
3、离域和定域轨道的关系
4、杂化轨道理论应用
1.离域分子轨道和离域键
多中心的分子轨道称为离域分子轨道，相应的化学键称为 离域键或非定域键。 分子轨道理论在本质上是非定域的，也就是分子中的波函 数遍及整个分子，原则上它由组成该分子的所有原子轨道的线 性组合而成。 ⑴ 水的 离域分子轨道
变形四方体 T形 直线形
孤对电子占据的位置： VP = 5，电子对空间构型为三角双锥， LP占据轴向还是水平方向三角形的某个 顶点？原则：斥力最小。 例如：SF4 VP=5 LP=1 F F F S F S F F F F LP－BP(90o) 3 2 结论：LP占据水平方向三角形, 稳定分子构 型为变形四面体(跷跷板形)
第一步近似 设想氧原子只以两个2p轨道与两个氢的1s
轨道成键，相应的把两个O — H键间键角看成90 。 角为 104.5 ），则其离域分子轨道应为：
。
（实验键
Ψi = ci1Φo,2px + ci2Φo,2py + ci3Φ H1 + ci4ΦH2
《结构化学》课件
《结构化学》ppt课件
contents
目录
• 结构化学简介 • 原子结构与性质 • 分子的电子结构与性质 • 晶体结构与性质 • 结构化学实验结构化学的定义
总结词
结构化学是一门研究物质结构与 性质之间关系的科学。
详细描述
结构化学主要研究原子的排列方 式、电子分布和分子间的相互作 用，以揭示物质的基本性质和行 为。
晶体的电导率、热导率等性质取决于其内 部结构，不同晶体在这些方面表现出不同 的特性。
晶体的力学性质
晶体材料的应用
晶体的硬度、韧性等力学性质与其内部原 子排列密切相关，这些性质决定了晶体在 不同工程领域的应用价值。
晶体材料广泛应用于电子、光学、激光、 半导体等领域，如单晶硅、宝石等。了解 晶体的性质是实现这些应用的关键。
分子的选择性
分子的选择性是指分子在化学反应中对反应物的选择性和对产物的选择性。选择性强的分 子可以在特定条件下优先与某些反应物发生反应，产生特定的产物。
04
晶体结构与性质
晶体结构的基础知识
晶体定义与分类
晶体是由原子、分子或离子在空 间按一定规律重复排列形成的固 体物质。根据晶体内部原子、分 子或离子的排列方式，晶体可分 为七大晶系和14种空间点阵。
电子显微镜技术
• 总结词：分辨率和应用 • 电子显微镜技术是一种利用电子显微镜来观察样品的技术。相比光学显微镜，
电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，因此可以观察更细微的结构 和组分。 • 电子显微镜技术的分辨率一般在0.1~0.2nm左右，远高于光学显微镜的分辨 率（约200nm）。因此，电子显微镜可以观察到更小的晶体结构、病毒、蛋 白质等细微结构。 • 电子显微镜技术的应用范围很广，例如在生物学领域中，可以用于观察细胞、 病毒、蛋白质等生物样品的结构和形态；在环境科学领域中，可以用于观察污 染物的分布和形态；在材料科学领域中，可以用于观察金属、陶瓷、高分子等 材料的表面和断口形貌等。
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目录
• 结构化学简介 • 原子结构与性质 • 分子的电子结构与性质 • 晶体结构与性质 • 结构化学实验结构化学的定义
总结词
结构化学是一门研究物质结构与 性质之间关系的科学。
详细描述
结构化学主要研究原子的排列方 式、电子分布和分子间的相互作 用，以揭示物质的基本性质和行 为。
晶体的电导率、热导率等性质取决于其内 部结构，不同晶体在这些方面表现出不同 的特性。
晶体的力学性质
晶体材料的应用
晶体的硬度、韧性等力学性质与其内部原 子排列密切相关，这些性质决定了晶体在 不同工程领域的应用价值。
晶体材料广泛应用于电子、光学、激光、 半导体等领域，如单晶硅、宝石等。了解 晶体的性质是实现这些应用的关键。
分子的选择性
分子的选择性是指分子在化学反应中对反应物的选择性和对产物的选择性。选择性强的分 子可以在特定条件下优先与某些反应物发生反应，产生特定的产物。
04
晶体结构与性质
晶体结构的基础知识
晶体定义与分类
晶体是由原子、分子或离子在空 间按一定规律重复排列形成的固 体物质。根据晶体内部原子、分 子或离子的排列方式，晶体可分 为七大晶系和14种空间点阵。
电子显微镜技术
• 总结词：分辨率和应用 • 电子显微镜技术是一种利用电子显微镜来观察样品的技术。相比光学显微镜，
电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，因此可以观察更细微的结构 和组分。 • 电子显微镜技术的分辨率一般在0.1~0.2nm左右，远高于光学显微镜的分辨 率（约200nm）。因此，电子显微镜可以观察到更小的晶体结构、病毒、蛋 白质等细微结构。 • 电子显微镜技术的应用范围很广，例如在生物学领域中，可以用于观察细胞、 病毒、蛋白质等生物样品的结构和形态；在环境科学领域中，可以用于观察污 染物的分布和形态；在材料科学领域中，可以用于观察金属、陶瓷、高分子等 材料的表面和断口形貌等。
结构化学《结构化学》第5章 第2讲(5.6)5.2 《结构化学》第5章第2讲
原理，将整个分子轨道一起考虑，认为在一步完成 的化学反应中，若反应物、中间态以及产物分子的 分子轨道对称性一致，则反应容易进行。
13
根据上述考虑，可将反应过程中分子轨道的变化 关系用能量相关图联系起来。
在能量相关图中，如果反应物的每个成键轨道只 和生成物的成键轨道相关联，则反应活化能低，易 于进行，称为对称性允许，加热就能使反应进行；
如果反应物和生成物之间有成键轨道和反键轨道 相关联，则反应的活化能高，不易进行，称为对称 性禁阻，要使反应进行，需要进行光照，把反应物 的电子由基态激发到激发态。
14
3. 如何理解丁二烯在不同条件下电环化得到不同 构型的环丁烯？
CC
RC
C R 顺旋 R
HH
Δ
H
H
C2对称
R
CC
RC
C R 对旋 R
HH
+- -+
+
-
-
+
N2的HOMO
N2的LUMO
6
O2分子的价层电子结构为： (σ2s)2(σ2s*)2(σ2pz)2(π2px)2(π2py)2(π2px*)1(π2py*)1(σ2pz*)0 ， 其 中4个2s电子占据(σ2s)2(σ2s*)2轨道，4个px、py中的电 子占据(π2px)2(π2py)2轨道，2个pz电子占据(σ2pz)2轨道。 其HOMO为π2p*，LUMO也为π2p*。
h
H
R σV对称
H
15
4
S
3 A
ψ2
S
ψ1
A
丁二烯
C2
*
A
*
S
A
环丁烯
S
C2
16
13
根据上述考虑，可将反应过程中分子轨道的变化 关系用能量相关图联系起来。
在能量相关图中，如果反应物的每个成键轨道只 和生成物的成键轨道相关联，则反应活化能低，易 于进行，称为对称性允许，加热就能使反应进行；
如果反应物和生成物之间有成键轨道和反键轨道 相关联，则反应的活化能高，不易进行，称为对称 性禁阻，要使反应进行，需要进行光照，把反应物 的电子由基态激发到激发态。
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3. 如何理解丁二烯在不同条件下电环化得到不同 构型的环丁烯？
CC
RC
C R 顺旋 R
HH
Δ
H
H
C2对称
R
CC
RC
C R 对旋 R
HH
+- -+
+
-
-
+
N2的HOMO
N2的LUMO
6
O2分子的价层电子结构为： (σ2s)2(σ2s*)2(σ2pz)2(π2px)2(π2py)2(π2px*)1(π2py*)1(σ2pz*)0 ， 其 中4个2s电子占据(σ2s)2(σ2s*)2轨道，4个px、py中的电 子占据(π2px)2(π2py)2轨道，2个pz电子占据(σ2pz)2轨道。 其HOMO为π2p*，LUMO也为π2p*。
h
H
R σV对称
H
15
4
S
3 A
ψ2
S
ψ1
A
丁二烯
C2
*
A
*
S
A
环丁烯
S
C2
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结构化学 第五章练习题
第五章 多原子分子的化学键1. (东北师大98)离域π键有几种类型? (三种) 正常离域π键，多电子离域π键，缺电子离域π键2. 用HMO 法计算环丙烯基π体系能量。
1 11 10 1 1 x x x=展开x 3-3x+2=0 (x-1)2(x+2)=0 解得 x 1=-2,x 2=x 3=1E 1=α+2β E 2= E 3=α-β E D π=2E 1+E 2=3α+3β3. NO 2+为直线型, NO 3-为平面三角型，指出它们中心原子杂化类型，成键情况和所属分子点群。
..4.3O-N-O : 2 D h O N N SP π+⎡⎤∞⎣⎦.杂化 2643h N SP D O O π⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦： 4. (东北师大99)推出y 轴的等性sp 2杂化轨道波函数 解： 等性杂化：c 112=c 212=c 312=1/3, Ψ1中只有py 成分：c 112+c 122=1 1s py ψ 123k k s k px k pyc c c ψφφφ=++11c =12c2s py px 3s py px ψψ5. (东北师大2000)乙烯中∠HCH=116.6。
，其中含-C-H 键指向x 轴的正向，试求形成该键的杂化轨道波函数和杂化指数。
解：x两个C －H 键夹角为116.6。
cos 0.3091kl αθαα==-=-p 成分/s 成分=(1- α)/α=2.236所以在C-H 方向上的杂化轨道为：sp 2.2361111222122233313233=c =c =c s pxs px py s px pyc c c c c ψφφψφφφψφφφ+++++22213123y 232222233323332333222221222322220.309, p , =1 +=1 0.191 c c c c c c c c c c c c c αψψψψ====++==等价，轨道对有相同的贡献231s px py s px py s pxψψψ+- 6. (东北师大2000) 分子离域π键的符号和久期行列式CH 2CH 2CH 2123456解：∏66x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 1 0 0 1 x 1 1 0 0 0 1 x 0 0 0 1 1 0 x 1 0 0 0 0 1 x7. (北师大96)名词解释: 休克尔近似8. (北师大96)用HMO 法处理环丙烯基正离子C 3H 3+，计算该体系的π电子离域能。
结构化学晶体点阵结构PPT课件
现代科技中的晶体材料
材料科学是人类文明大厦的基石，在现代 技术中, 晶体材料更占有举足轻重的地位. 人类对 固态物质的理解在很大程度上以单晶材料为基础， 所以晶体在物质结构研究中也具有特殊重要性.
现
半导体的后起之秀——砷化镓
代
科
技
中
的
晶
体
作为半导体材料，GaAs的综合性能优于Si, 开关速 度仅为10-12 s(而Si为10-9 s), 用GaAs芯片制造计算机将使
假若你这样做了，试 把这所谓的“点阵”放回 金刚石晶体，按箭头所示 将所有原子平移，晶体能 复原吗？
这种所谓的“点阵”有一个致命错误：它本身就违反点 阵的数学定义，并不是点阵！更别说是金刚石晶体的点阵.
正确做法如下：
金刚石的点阵：立方面心
正当空间格子的标准:
空间格子净含点阵点数：
空
1. 平行六面体
所有顶点原子： 0，0，0 (前)后面心原子： 0，1/2，1/2 左(右)面心原子： 1/2，0，1/2 (上)下面心原子： 1/2，1/2，0
四、晶面与晶面指标
1 晶面 晶体的空间点阵可划分为一族平行而等间距
的平面点阵，晶面就是平面点阵所处的平面。
晶面 = 平面点阵 + 结构基元 各个晶面的方向及结构基元排列情况不同， 表现出的性质也不相同。为了区分不同的晶面 就产生了晶面符号也叫晶面指标。
12
6
3
54
12
6
3
54
，
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧 密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的球。 下图是此种六方 紧密堆积的前视图
12
A
6
第5章 分子运动及结构转变
是弛豫过程，通常称为聚合物的次级弛豫过程
链解冻与聚合物的玻璃化转变
玻璃化转变的定义、意义
转变的现象及本质 玻璃化温度Tg的测定 影响Tg的因素 次级转变及意义
一、聚合物的玻璃化转变的定义
非结晶聚合物从玻璃态向高弹态的转变 （形成玻璃态的能力不仅限于非晶的聚合物，任何冷却
到熔点以下而不生成结晶物质都会发生玻璃化转变。
结晶过程（结晶动力学）
熔化过程（结晶热力学）
高聚物的分子热运动
运动单元的多重性
1、链节，支链，侧基的运动。比链 段短，（CH2)n 4<n<50 链节绕轴 心转动为曲柄运动；杂链节的运动； 2、链段的运动（链不动，链段的蜷曲与伸 展如结晶与熔融，橡胶的拉伸与回缩）。 3、晶区如晶型的转变，晶区的缺陷运动 大尺寸运动单元 4、高分子链的整体运动 如熔体的流动。 小尺寸运 动单元
高分子运动的动力学特性
弹性 弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原 来大小和形状的性质。 粘性 形变不仅随时间的改变而变化，而且这种形变是永久形变， 不可恢复 粘弹性
高分子材料在实现分子运动的过程中，往往展示出兼具弹性
和粘性的属性，称为粘弹性
聚合物的热运动和力学状态 热形变曲线（热机械曲线）：对聚合物样品，施加一个恒
聚合物的分子运动及转变
（The transition and relaxation of polymer）
高分子物理研究的核心内容
凝 聚 态 结 构
分子运动
宏观表现为
近 程 结 构
结构
性能
远 程 结 构
决定了
橡胶：常温下具有很好的弹性 塑料：室温下坚硬的固体
低温下失去弹性
链解冻与聚合物的玻璃化转变
玻璃化转变的定义、意义
转变的现象及本质 玻璃化温度Tg的测定 影响Tg的因素 次级转变及意义
一、聚合物的玻璃化转变的定义
非结晶聚合物从玻璃态向高弹态的转变 （形成玻璃态的能力不仅限于非晶的聚合物，任何冷却
到熔点以下而不生成结晶物质都会发生玻璃化转变。
结晶过程（结晶动力学）
熔化过程（结晶热力学）
高聚物的分子热运动
运动单元的多重性
1、链节，支链，侧基的运动。比链 段短，（CH2)n 4<n<50 链节绕轴 心转动为曲柄运动；杂链节的运动； 2、链段的运动（链不动，链段的蜷曲与伸 展如结晶与熔融，橡胶的拉伸与回缩）。 3、晶区如晶型的转变，晶区的缺陷运动 大尺寸运动单元 4、高分子链的整体运动 如熔体的流动。 小尺寸运 动单元
高分子运动的动力学特性
弹性 弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原 来大小和形状的性质。 粘性 形变不仅随时间的改变而变化，而且这种形变是永久形变， 不可恢复 粘弹性
高分子材料在实现分子运动的过程中，往往展示出兼具弹性
和粘性的属性，称为粘弹性
聚合物的热运动和力学状态 热形变曲线（热机械曲线）：对聚合物样品，施加一个恒
聚合物的分子运动及转变
（The transition and relaxation of polymer）
高分子物理研究的核心内容
凝 聚 态 结 构
分子运动
宏观表现为
近 程 结 构
结构
性能
远 程 结 构
决定了
橡胶：常温下具有很好的弹性 塑料：室温下坚硬的固体
低温下失去弹性
结构化学课件：5-1 晶体的点阵结构
连接直线点阵任意两 个相邻阵点间的向量a, 称为素向量。
对于平面点阵：Tm,n＝ ma＋nb 对于空间点阵：Tm,n,p＝ ma＋nb＋pc
（a、b、c为不同方向的直线点 阵的重复周期）
晶体可以抽象成点阵，点阵是无限的。只要 从点阵中取一个点阵单位即格子，就能认识这种 点阵。
如何从点阵中取出一个点阵单位呢？
立方晶体的几组晶面指标
（100）
（110）
（111）
例如：图中的A、C、D、E平面
晶面指标：
M3
c l′c
a Ob
M2
h′a
k′b
M1
晶面指标为（236）
某晶面在三个晶轴上的截距分别是h′a、 k′b、l′c。(a,b,c为单位长度）其中h′k′l′ 是晶面在晶轴上的截数。
其倒数的互质整数比
1 · 1 ·1 h′· k′· l′
= h* :k* :l*
全等同的平行六面体，叫晶 胞。它代表了晶体结构的基
本重复单位。
所选的单位向量 要能满足晶体的周期性
晶胞有素晶胞和复晶胞，其划分有多种方式，通常
满足对称性的前提下，选取有尽可能多的直角体积最小
的晶胞。正当晶胞。NaCl CsCl
晶胞的两个基本要素
晶 胞是晶体结构的基本重复单位。
它有哪些特征，怎样描 述这些特征呢？
把结构基元抽象为几何点
晶体（点阵结构）
把结构基元放回到点阵上
点阵
结构基元与点阵点
一维周期性结构与直线点阵
Cu （111面）密置层（每个原子就是一个结构基元，对应一个点阵点）：
二 维 周 期 性 结 构 Cu （111面）的点阵. 红线画出的是一个平面正当格子： 与 平 面 点 阵
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结构 类型
点阵型 式
caesium chloride
CsCl
sodium chloride NaCl
立方P
立方 F
Zine blende structure
wurtzide structure
立方 ZnS
六方 ZnS
立方F 六方
calsium fluoride CaF2
rutile structቤተ መጻሕፍቲ ባይዱre TiO2
NaCl rNa+/rCl-=959pm/181pm=0.525 Na+填在Cl-堆积的八面体空隙中. CsCl rCs+/rCl-=169pm/181pm=0.934 Cs+填在Cl-堆积的正方体空隙中。
⑵正、负离子的配位数和离子晶体结构参数 对于简单的二元离子晶体来说，除正负离子半径比决定离 子晶体的结构类型外，离子晶体堆积的紧密程度(负离子 堆积产生的空隙是否被正离子填充满等)也影响着晶体的 结构型式。若Z+、Z-分别为正负离子的电荷数，n+、n-分 别为正负离子数，CN+、 CN-分别为正负离子的配位数， 有
电负性较大的非金属元素和电负性较小的金属元 素生成的化合物一般都是离子化合物。在离子化合物 中，金属元素将价电子转移给非金属，形成具有较稳 定电子结构的正、负离子。正、负离子由于静电力互 相吸引靠近，当它们充分靠近时又会因电子云重叠而 相互排斥。当吸引和排斥相平衡时，形成稳定的离子 化合物。由此可知，离子化合物中存在的结合力是以 正、负离子间静电力为基础的离子键。正、负离子具 有球对称的电子云(Unsöld定理)，所以离子键也和金属 键一样没有饱和性和方向性。离子键向空间各个方向 发展，即形成了离子晶体。
立方F 四方P
负离子堆积 方式
立方简单
正离子所占空隙
类型
份数
正方体 1
一个晶胞中
结构基元及 数目
CsCl 1
AB原子数
AB 各1
配位 数比
8：8
立方最密 正八面体 1 NaCl
AB
A1
4
各4
立方最密 正四面体 1/2 ZnS
AB
A1
4
各4
立方最密 正四面体 1/2 2个ZnS
AB
A3
1
各2
立方简单 正方体 1/2 CaF2
(2) 半径比规则(与配位数的关系)
表4：配位数和离子半径的关系
r+/r-
0.155—0.225 0.225---0.414 0.414---0.732 0.732---1.00 1.00
配位数
3 4 6 8 12
构型
三角形 四面体 八面体 立方体 最密堆积
例如NaCl与CsCl同是AB型晶体,但负离子的堆积方式不同，因为 它们的正负离子半径不同。
有效离子半径
4.影响离子晶体的结构型式主要因素：
晶体的化学组成（正负离子数比）、正负离子半径 及离子的极化作用
⑴离子半径比与正离子的配位数
根据静电理论，在离子晶体中只有正负离子完全紧密 接触，体系才能获得最大的键能而保持稳定。负离子采 取一定形式的密堆积，其堆积的方式不同，产生的空隙 不同。按照体系对能量的要求，这空隙究竟能填充多大 的正离子，才能保证正负离子紧密接触呢？
离子晶体的结构
与金属晶体相似，正、负离子也采取密堆积方式 形成离子晶体。与金属晶体不同的是正、负离子大小 不同，因此可将离子晶体的结构归结为不等径圆球的 密堆积。一般将负离子看成是大球作等径球的堆积， 正离子填充在负离子所形成的多面体空隙中。多面体 空隙有正八面体空隙、正四面体空隙、正方体空隙、 三角形空隙等。在A1、A3型堆积中，每个球周围有8 个四面体空隙、6个八面体空隙，每个球所摊到总的 四面体空隙数为1/4*8=2个，每个球所摊到总的八面体 空隙数为1/6*6=1。
若负离子作A1和A3堆积，在负负离子接触的情况下， 八面体空隙能容纳正离子半径的最大值(临界半径比)为：
可以预料若正负离子半径比大于0.414，正负离子接触， 负负离子撑开 若正负离子半径比小于0.414，正负离子未接触，负负 离子接触 从中可知，要保持正负离子接触的条件，正负离子半 径比不能小于0.414 根据相似步骤，可计算各类空隙的临界半径比：
离子半径指在晶体中的接触半径。由于晶体结构型式不同， 正、负离子间距就不同，所以同种离子在不同晶体型式中的离子 半径不同。可以通过两种方法推求离子半径，若是以圆球堆积的 几何关系推算离子半径，称为Goldschmidt半径；若是考虑到核对 外层电子的吸引等因素计算离子半径，称为Pauling半径。
是指离子在离子晶体中的“接触”半径，正负离子间的核间距 即键长为相邻正负离子半径之和。离子半径的概念没有确定意义。 以NaCl型晶体为基准 .
球数：正八面体空隙数：四面体空隙数=1：1：2
表1：A1、A3、立方堆积的空隙
堆积 方式
每个球分摊到的空隙数目 正方体 正八面体 正四面体
A1
0
1
2
A3
0
1
2
立方简单
1
0
0
二. 几种典型的离子晶体 Ionic Crystal of Several Types
表2：几种典型的离子晶体的堆积及其性质
A4
4
B8
（假）六方 八面体 1/2 2个TiO2
A2
密A3
1
B4
6：6 4：4
4：4 8：4 6：3
3．离子半径 Ionic Radius
离子半径 在离子晶体中离子半径是一个很重要的概念，金属原子失去 电子带正电荷，离子半径比较小，非金属原子得到电子带负电荷， 离子半径较大。正、负离子半径和决定了离子键长，正、负离子 半径比是确定离子结构型式的关键因素。
《结构化学》
第五章 晶体结构
(Crystal Structure)
5.4 离 子 晶 体 和 离子键 Ionic Crystal And Ionic Band
主讲：庄志萍教授
5.4 离 子 晶 体 和 离子 Ionic Crystal And Ionic Band
一 离子晶体的结构 Ionic Crystal Structure 正负离子以强烈的静电作用结合而成离子键。
哥希密特(Goudsmit)半径： 以实验测定RF-=133.0pm RO2-=132pm 为基准，确定80多
种离子的半径。
晶体半径(Pauling半径 ) Pauling从离子的电子层结构入手来研究离子半径，因为离子的 大小由它最外层电子分布所决定，而最外层电子的分布与有效 核电荷成反比，即
式中Cn为由外层电子的主量子数n决定的常数，Z为核电荷数， σ为屏蔽常数。