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结构生物化学/公式和结构

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晶体固体材料是两种主要固体材料之一。另一种是无定形固体。通常,晶体固体由原子或离子组成。这些原子、离子或分子以规则的几何排列形式排列,称为晶胞。晶胞是结构组成部分,当它向各个方向重复时,就会形成宏观的晶体。

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简单结构

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下表列出了七种晶体系统,它们可以描述所有晶体。

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原子、离子或分子的位置在晶胞中的晶格点上描述。通过将点放在晶胞的角上,可以得到七种晶体系统。


然而,还有其他点的排列方式。1848年,法国晶体学家布拉维证明存在14种点阵。这14种可能的晶体结构称为布拉维点阵,在下表中显示。

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二元化合物结构

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包含两种元素的二元化合物可以用七种不同的特定晶体结构来描述。

1. 氯化钠,NaCl(岩盐)

NaCl:FCC Cl,Na 位于所有八面体位置。每个晶胞中包含 4 个 Na 和 4 个 Cl。每个晶胞包含 4 个 NaCl 结构的式量单元。


2. 氯化铯,CsCl

CsCl:简单立方 Cl,Cs 位于所有立方位置。每个晶胞中包含 1 个 Cs 和 1 个 Cl。每个晶胞包含 1 个 CsCl 结构的式量单元。


3. 闪锌矿,ZnS

闪锌矿:FCC S,Zn 位于一半四面体位置。每个晶胞中包含 4 个 Zn 和 4 个 S。每个晶胞包含 4 个 ZnS 结构的式量单元。


4. 纤锌矿,Zns

纤锌矿:HCP S,Zn 位于一半四面体位置。Zn 和 S 都位于另一个晶格的四面体孔中。每种类型的离子都形成一个六方密堆积晶格。每个晶胞中包含 4 个 Zn 和 4 个 S。每个晶胞包含 4 个纤锌矿结构的式量单元。


5. 萤石,CaF2

萤石:FCC Ca,F 位于所有四面体位置。每个晶胞中包含 4 个 Ca 和 8 个 F。每个晶胞包含 4 个萤石结构的式量单元。


6. 镍砷矿,NiAs

NiAs:HCP As,Ni 位于所有八面体位置。每个晶胞中包含两个 Ni 和 2 个 As。每个晶胞包含 2 个 NiAs 结构的式量单元。


7. 金红石,TiO2

金红石具有原始的四方晶胞。Ti 的配位数为 6,O 的配位数为 3。每个晶胞中包含两个 Ti 和四个 O。每个晶胞包含 2 个 TiO2 结构的式量单元。

Miessler, Gary L. 和 Donald A. Tarr。无机化学。新泽西州上鞍河:Pearson Prentice Hall,2011 年。印刷版。

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