PPT《配位数的确定》

配位数的确定 高考备考 NaCl晶体中阴离子的配位数为6,而Cl-按面心立方堆积的配位数是12.

怎么都是配位数一会儿是6,一会儿又是12,这怎么理解? 氯离子按面心立方堆积是没错,但那不是真正的配位数,因为氯离子是同号离子,是相互斥的;

同理,钠离子也是按面心立方堆积的,这两种离子形成的面心立方堆积都产生八面体空穴,彼此进入对方八面体空穴中就对了,此时异号离子之间的接触才算配位数,这样配位数就是真正的配位数,即6. 面心立方堆积如果是金属原子,则其配位数是12,因为周围的原子都与该原子形成金属键的,这时也是真正的配位数. 我们在提到配位数时应当分析其所处环境.

1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关;

2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目;

3、配位化学中,化合物中性原子周围的配位原子的数目.

一、晶胞密堆积、配位数 1.配位数 一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数. 它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度,粒子排列越紧密,配位数越大,结合能越低,晶体结构越稳定. 2.密堆积 如果晶体由完全相同的一种粒子组成,而粒子被看作小圆球,则这些全同的小圆球最紧密的堆积称为密堆积. 密堆积特点:结合能低,晶体结构稳定;

配位数最大为12. 第一层:每个球与6个球相切,有6个空隙,如编号1,2,3,4,5,6. 第二层:占据1,3,5空位中心. 第三层:在第一层球的正上方形成ABABAB・・・・・・排列方式. (1)六角密积 (Be,Mg,Cd,Zn) A B 基元由两个原子组成,一个位于(000),另一个原子位于 , 六角密积是复式晶格,其布拉维晶格是简单六角晶格. (2)立方密积 (Au,Ag,Cu,Al,Ni) 第一层:每个球与6个球相切,有6个空隙,如编号为1,2,3,4,5,6. 第二层:占据1,3,5空位中心. 第三层:占据2,4,6空位中心,按ABCABCABC・・・・・・方式排列,形成面心立方结构,称为立方密积. B A C 层的垂直方向:立方体的对角线. 3.配位数的可能值 配位数的可能值为:12(密堆积:fcc,hcp),8(bcc,氯化铯型结构),6(sc,氯化钠型结构),4(ZnS,金刚石型结构),3(石墨层状结构),2(链状结构). 4.致密度 如果把等体积的硬球放置在晶体结构中原子所在的位置上,球的体积取得尽可能大,以使最近邻的球相切,我们把一个晶胞中被硬球占据的体积与晶胞体积之比称为致密度(堆积比率,堆积因子,最大空间利用率). 晶胞体积 晶胞中原子所占体积 设晶格常量为a,原子半径为R,则例1:求面心立方的致密度. N是晶胞中原子个数4 典型的晶体结构

4 2 CsCl Cs+

1 Cl-

1 12

8 8 结构 晶胞中的 原子个数 最近邻距离 配位数 典型的晶体结构 结构 晶胞中的 原子个数 最近邻距离 配位数

8 4 金刚石ZnS NaCl Na+

4 Cl-

4 6

二、离子晶体 一般离子晶体配位数由阴阳离子半径决定: 一般来说半径比(rˉ/r+)在0.2~0.4之间的,配位数为4;

0.4~0.7之间,配位数为6;

0.7~1.0之间的,配位数为8.配位数与 r+/r- 之比的关系:0.225 ---- 0.414 4配位 ZnS 式晶体结构0.414 ---- 0.732 6配位 NaCl式晶体结构0.732 ---- 1.000 8配位 CsCl式晶体结构 CsCl型离子晶体:所属晶系: 立方;

点阵: 立方P;

结构基元及每个晶胞中结构基元的数目: CsCl, 1个;

Cs离子的配位数是8,Cl离子的配位数也是8. NaCl型离子晶体:所属晶系: 立方;

点阵: 立方F;