1、阴阳离子半径比与配位数的关系 r配位数 实例0.2250.414 4 ZnS0.4140.732 4 NaU0.7321.0 8 CsU1.0 12 CsF阴阳离子半径比与配位数的关系(选自苏教版物质结构与性质 41 页)由上述表中数据可发现如下规律:时 25.0r126r时 41.时 732.0r13r因此,我们可以利用立体几何知识进行对上述问题的证明。一配位数为 4 的 关系 (只讨论下限,在(二)中推导上限)r阴离子堆积方式为面心立方堆积ZnS如右图:小球代表阳离子,构成 8 个区域,阴离子填充 4 个区域,4 个阴离子与 1 个阳离子构成正四面体,阳离子位于中心。当 有最小r值时,4
2、个阴离子相切,阳离子与 4 个阴离子相切。即证如下问题:4 个球两两相切堆积,球心构成正四面体,4 个球内部有一小球,且与各球相切,求 ?(即 )大小rE 为 BC 中点,取四面体 ABCD 的剖面 AEDCAB DE 做 AM 面 BCD,M 在 ED 上。得剖面图。小球圆心 Q,大球圆心 A、D设 ,则aAD2a34设 xOraaAMD362)4()2(22 xxQ)()34( 222 aAar arAQ2D21 )23(大 大小 1-26-3大小r当小球增大时 增大-r二、配位数为 6 的 关系(只讨论下限,上限在(三)中讨论)-Nacl 类晶胞如右图四个阴离子与 1 个阳离子球 s 构
3、成一个平面,且 4 个阴离子相邻的相切,且当 最小时,-r阳离子与四个球均相切即正如下问题:四个大球如图示相切,一个小球与四个大球均相切,求 ( )?-大小r-P 为小球圆心,设大球半径为 aa2ACmAD21- r大小ADE MQ当小球增大时 增大-r三、配位数为 8 的 关系(只讨论下限,上限在(四)中讨论)-CsCL 类晶胞如右图八个阴离子在正方体 8 个顶点,阳离子在正方体中心。当八个阴离子有相切且阳离子与阴离子均相切时 最小-r即证如下问题:球 A 与球 B 相切,球 C 与球 D 相切,球 O 与 ABCD 均相切(ABCD 为正方体的对角面)求 ( )?-大小r-设大球半径为 a, a32aO31- r大小当小球增大时 增大-四、配位数为 12 的 关系-rCsF 类晶胞如右图六个阴离子在正六边形的六个顶点,一个阳离子在正六边形中央(球心与中心重合)当阳离子与阴离子相切时, 最小-r即证如下问题:如下图 6 个球球心连线构成正六边形,一个小球球心在正六边形中央,且与 6 个球均相切,求 ( )?外中r-设外边球半径 a, A2Ba4DA2O1-r外中由(一) (二) (三) (四)可发现阳阴离子半径比与晶胞类型的一些规律。