石 萌

(安徽省师范大学附属中学 241000)

由于正负离子半径大小不同，故离子化合物的结构可以归结为不等径圆球密堆积的几何问题.具体处理时一般可以按负离子(大球)先进行密堆积，正离子(小球)填充空隙的过程来分析讨论离子化合物的堆积结构问题.下面将对离子晶体的几种典型结构型式进行探讨.

一、正三角形空隙

首先，将3个半径较大的球相切堆积，3个球中心位置有个空隙，然后将1个半径较小球放入空隙，使得小球刚好和3个打球相切，此时大小球半径之间存在1个几何关系,如图1所示.

假设D=r+/r-，当D=0,155时，小球在此空隙中既不滚动也不撑开；当D<0.155时，此时3个大球带负电斥力太大，小球阳离子无法将3个球吸引到一起，故不稳定；当D>0.155时，小球阳离子会将3个大球阴离子撑开，斥力变小，当D大到一定程度，4个球即阴阳离子便会稳定形成.这种情况阳离子所填充的是正三角形空隙，阳离子的配位数为3.但当D值大于正四面体空隙的最小值时，离子晶体的结构类型将会发生变化，配位数相应的也会增加.

二、正四面体空隙

将4个等径大小的球堆积成正四面体结构，中心位置出现1个空隙.将1个半径小的球填入此空隙刚好使得小球与4个大球相切.根据几何关系可以算出D的临界值,如图2所示.

图2

同理，当0.1150.225且到一定值时阳离子将阴离子撑开晶体结构稳为正四面体构型，阳离子配位数为4.例如：立方ZnS和六方ZnS型(如图3所示).

(1)若S2-作面心立方最密堆积，此时根据“最密堆积球数：八面体空隙数∶四面体空隙数=1∶1∶2”可推知，八面体空隙有4个，四面体空隙有8个；……