Структура флюорита

Структура флюорита относится к общему мотиву для соединений формулы MX ₂ . ^[1]^[2] Ионы X занимают восемь тетраэдрических междоузлий , тогда как ионы M занимают регулярные позиции гранецентрированной кубической (ГЦК) структуры. Многие соединения, особенно распространенный минерал флюорит (CaF ₂ ), принимают эту структуру.

Многие соединения формулы М ₂ X имеют антифлюоритную структуру . В них расположение анионов и катионов обращено относительно флюорита (антиструктура ) ; анионы занимают регулярные позиции ГЦК, тогда как катионы занимают тетраэдрические междоузельные позиции. Например, силицид магния Mg ₂ Si имеет параметр решетки 6,338 Å, при этом катионы магния занимают тетраэдрические междоузельные позиции, в которых каждый силицид- анион окружен восемью катионами магния, а каждый катион магния окружен четырьмя силицидными анионами в тетраэдрическом мода. ^[3]

Флюоритная структура фторида кальция CaF ₂ . ^[3]
Антифлюоритная структура силицида магния Mg ₂ Si. ^[3]

Константы решетки флюорита и антифлюорита при 300 К. ^[3]
Материал	Постоянная решетки (Å)	Кристаллическая структура
БаФ ₂	6.196	Флюорит (FCC)
β - PbF ₂	5.94	Флюорит (FCC)
ПуО ₂	5.399	Флюорит (FCC)
СРФ ₂	5.7996	Флюорит (FCC)
УО ₂	5.47065	Флюорит (FCC)
КаФ ₂	5.463	Флюорит (FCC)
ЗрО ₂	5.14	Флюорит (FCC)
К ₂ О	6.449	Антифлюорит (FCC)
К ₂ С	7.406	Антифлюорит (FCC)
Ли ₂ О	4.61	Антифлюорит (FCC)
Na₂Na2O	5.55	Антифлюорит (FCC)
Na₂Na2S	6.54	Антифлюорит (FCC)
Рб ₂ О	6.74	Антифлюорит (FCC)
Мг ₂ Си	6.338	Антифлюорит (FCC)

Пример фторида кальция

Кристаллография — мощный инструмент для исследования структуры кристаллических материалов. Важно понимать кристаллическую структуру материалов, чтобы формировать взаимосвязи структура-свойство. Эти отношения могут помочь предсказать поведение кристаллических материалов, а также дать возможность настраивать их свойства. Фторид кальция — классический пример кристалла со структурой флюорита. Кристаллографическую информацию можно собрать с помощью дифракции рентгеновских лучей, предоставляя информацию о расположении электронной плотности внутри кристаллической структуры. Используя современное программное обеспечение, такое как Olex2, ^[4] кристаллографическую структуру можно решить на основе выходных кристаллографических файлов.

Расширенная кристаллическая структура фторида кальция с октаэдрическим кристаллом.

Виды кристаллической структуры фторида кальция

Во фториде кальция катионы кальция окружены анионами фтора, занимающими тетраэдрические позиции, с координационным числом 8:4, фтор к кальцию. Это соотношение соответствует стехиометрии соединения, где соотношение фтора к кальцию составляет 2:1. Эту взаимосвязь можно представить как кубическую решетку анионов, окружающих катионы кальция.

Кубический угол, разделяющий визуализацию фторида кальция. Кальций — синий, фтор — зеленый.
Разделение кубических углов визуализируется по отдельной оси.

Расширенная структура флюорита

За пределами ячейки расширенная кристаллическая структура флюорита продолжает упаковываться в гранецентрированную кубическую (ГЦК) структуру упаковки (также известную как кубическая плотноупакованная или ГЦК). ^[5] Эта модель сферической упаковки соответствует схеме ABC, где каждый последующий слой сфер располагается поверх соседнего отверстия решетки. Напротив, гексагональные плотноупакованные (ГПУ) последовательно наслаиваются узором ABAB. Эти два типа упаковки представляют собой наиболее плотно упакованные формы сферической упаковки. ^[6]

Расширенная кристаллическая структура фторида кальция; элементарная ячейка, расширенная на единицу 3.
Вид расширенной структуры упаковки фторида кальция по отдельной оси; расширенная элементарная ячейка.

См. также

Структура каменной соли

Ссылки

^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ризеску, Костел; Ризеску, Михаэла (2018). Строение кристаллических тел, несовершенства и дефекты кристаллов (Первое изд.). Паркер, Техас: Волны затвора. ISBN 978-1-947641-17-4 . Проверено 29 января 2020 г.
^ «ОлексСис» . ОлексСис .
^ Шрайвер; и др. (январь 2014 г.). Неорганическая химия (Шестое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-1-4292-9906-0 .
^ Редвинг, Рональд. «Гранецентрированная кубическая структура (FCC)» . Государственный университет Пенсильвании .

[1] Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5

[2] Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .

[Costel-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ризеску, Костел; Ризеску, Михаэла (2018). Строение кристаллических тел, несовершенства и дефекты кристаллов (Первое изд.). Паркер, Техас: Волны затвора. ISBN 978-1-947641-17-4 . Проверено 29 января 2020 г.

[4] «ОлексСис» . ОлексСис .

[5] Шрайвер; и др. (январь 2014 г.). Неорганическая химия (Шестое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-1-4292-9906-0 .

[6] Редвинг, Рональд. «Гранецентрированная кубическая структура (FCC)» . Государственный университет Пенсильвании .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]