晶体结构分析实验

实习十一典型结构分析⑴学习分析晶体结构模型，根据原子或离子在晶胞中的位置(晶体结构图），加深对如下晶体结构参数的理解：晶体的对称性（晶系）空间群的国际符号晶胞参数（a,b,c,α,β,γ）原子或离子的配位数及配位多面体形态晶胞中的分子数原子或离子的坐标⑵熟悉常见晶体结构1.目的要求⑴确定空间格子类型根据晶胞中相当点（质点种类及环境皆相同的点）的分布来确定空间格子类型。⑵确定原子或离子的配位数及配位多面体形态.对于原子晶体，确定原子的配位数及配位多面体形态。对于离子化合物晶体，要分别确定:①阳离子的配位数以及配位多面体形态；②阴离子的配位数。⑶根据晶体化学式计算单位晶胞的分子数（Z）2.内容、方法典型结构晶体化学式空间群晶胞参数阳离子的配位数配位多面体形态阴离子的配位数晶胞中分子数金刚石型CFd3ma=b=cα=β=γ=904四面体8氯化钠型NaClFm3ma=b=cα=β=γ=906八面体64氯化铯型CsClPm3ma=b=cα=β=γ=908立方体81闪锌矿型α-ZnSF43ma=b=cα=β=γ=904四面体44萤石型CaF2Fm3ma=b=cα=β=γ=908平面三角形，八面体44金红石型TiO2P42/mnma=b=cα=β=γ=906八面体32钙钛矿型CaTiO3Pm3ma=b=cα=β=γ=90Ca2+12Ti4+6八面体613.记录格式注：数据不一定对！等轴晶系。碳原子之间以共价键结合，每个碳原子周围有4个碳原子，形成四面体配位。碳原子位于晶胞的角顶和面心，以及相间的4个小立方体的中心1.金刚石型1/21/21/21/23/43/41/41/41/2滑移(b+c)/4滑移(a+c)/4空间群Fd3ma=0.3570nm2.NaCl型等轴晶系，结构可以看成是Cl-作立方最紧密堆积，Na+充填所有的八面体空隙。空间群Fm3mao=0.5628nm。等轴晶系，CsCl结构可以看成是由Cl-的立方原始格子和Cs+的立方原始格子套叠而成，一套点阵位于另一套点阵晶胞的中心。3.CsCl型空间群Pm3m，a=0.411nm，等轴晶系，结构可以看成是S2-作立方最紧密堆积，Zn+充填1/2的四面体空隙。4.α-ZnS型空间群F43m，a=0.540nm，S2-离子位于立方晶胞的八个角顶和每一个面的中心，若把单位晶胞等分成八个小立方体，Zn+位于相间的四个小立方体的中心的中心。5.萤石（CaF2）型结构可以看成Ca2+成立方紧密堆积，氟离子充填所有四面体空隙A胞：Ca2+离子位于立方面心晶胞的八个角顶和每一个面的中心，F-位于单位晶胞所等分的八个小立方体的中心。空间群Fm3m,a=0.545nm，6.金红石（TiO2）型1/21/21/21/21/21/21/21/21/21/21/21/2YXTiO四方晶系，O2+成扭曲的六方紧密堆积，Ti4+位于半数的八面体空隙中，构成[TiO6]八面体配位，钛离子位于晶胞的角顶和体心，氧离子中有4个位于晶胞的上、下底面上，另外2个位于晶胞内。空间群：P42/mnm，a=0.4594nm,c=0.2959nm，7.CaTiO3型钙钛矿结构可看成是较大的Ca2+和O2-作立方最紧密堆积，Ti4+充填在由六个氧形成的八面体空隙中。Ca2+和O2-作毕竟不是等大球，因此，CaTiO3的晶体结构较同种原子构成的紧密堆积结构对称程度低，空间群由Fm3m降低为Pm3m。高温下为等轴晶系，空间群Pm3m；a=0.385nm，钙钛矿晶胞的两种划分方式：⑴O2-位于立方晶胞晶棱的中点，Ca2+位于立方晶胞的中心，配位数为12；Ti4+位于晶胞的角顶，配位数为6；O周围有4个Ca,2个Ti。[TiO6]八面体共角顶连接。⑵Ca2+位于立方晶胞的角顶，O2-位于立方晶胞晶棱的面心，Ti4+位于晶胞的中心，。Ca2+Ti4+O2-