晶体结构及缺陷.doc

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1、晶体结构与晶体中的缺陷17、Li2O的结构是O2-作面心立方堆积，Li+占据所有四面体空隙位置，氧离子半径为0.132nm。求：　　　　(1)计算负离子彼此接触时，四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径，并与书末附表Li+半径比较，说明此时O2-能否互相接触。　　　　(2)根据离子半径数据求晶胞参数。　　　　(3)求Li2O的密度。解：（1）如图2-2是一个四面体空隙，O为四面体中心位置。，，，，∽，，，r+=[(6)1/2/2-1]r-=0.0297nm或r+=0.132*0.225=0.0297nm查表知+=0.068nm>0.0297nm，∴O2-不

2、能互相接触；（2）体对角线==4(r++r-)，a=0.4619nm；（3）ρ=m/V=1.963g/cm3图2-2四面体空隙28、下列硅酸盐矿物各属何种结构类型：　　Mg2[SiO4]，K[AISi3O8]，CaMg[Si2O6]，Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al[AlSiO7]。解：岛状；架状；单链；层状（复网）；组群（双四面体）。23、石棉矿如透闪石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纤维状结晶习性，而滑石Mg2[Si4O10](OH)2却具有片状结晶习性，试解释之。解：透闪石双链结构，链内的Si-O键要比链5的Ca-O、Mg-

3、O键强很多，所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状；滑石复网层结构，复网层由两个[SiO4]层和中间的水镁石层结构构成，复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系，因分子间力弱，所以易沿分子间力联系处解理成片状。24、石墨、滑石和高岭石具有层状结构，说明它们结构的区别及由此引起的性质上的差异。解：石墨中同层C原子进行SP2杂化，形成大Π键，每一层都是六边形网状结构。由于间隙较大，电子可在同层中运动，可以导电，层间分子间力作用，所以石墨比较软。解：石墨C：属六方晶系，配位数为3，具有平面三角形配位，6个碳原子分别以共价键结合成六边形碳环，各环之间共棱

4、组成无限大的碳网层，层与层之间靠范德华力作用，作用力很弱，同时由于碳网层上的原子与电价没有饱和，多余的自由电子分布在层之间，电子间的相互排斥，使得层与层之间更容易断裂，因而石墨的硬度很低，易破碎有滑腻感和良好的片状解理且结构中的大键（SP杂化轨道形成大键）使其能导电，不含结构水能耐高温。Mg3[Si4O10](OH)2滑石复网层结构属单斜晶系，上下为2层[SiO4]四面体层上层活性氧全向下，下层活性氧全向上，在顶角相对的两层硅氧层中间配入了Mg2+和OH-形成镁氢氧层[MgO4(OH)2]，Mg2+填充全部的三八面体空隙，复网层为电中性的，层与层之间靠

5、很弱的范德华力作用具有滑腻感和良好的片状解理，硬度较石墨大，但解理不如石墨完全，含有结构水，排除时结构会破坏。高岭石：Al4[Si4O10](OH)8单网层结构属三斜晶系，层内一层为[SiO4]四面体层一层为[AlO2(OH)4]八面体层，层与层之间靠氢键作用，用于氢键稍强于范德华健所以高岭石也具有片状解理，但颗粒较粗，硬度较石墨，滑石大，不如石墨，滑石腻（无滑腻感），含有结构水，排除时结构会破坏。6.试比较两类粘土类矿物：高岭石Al4[Si4O10](OH)8和蒙脱石Al2[Si4O10](OH)2·nH2O的结构和性质的异同。解：高岭石Al4[Si

6、4O10](OH)8为单网层结构。一层为[SiO4]四面体层每个活性O2-同时与一个Si4+一层为[AlO2(OH)4]八面体层2个Al3+相连，电价饱和。单层网之间靠氢键结合，结合力氢键稍强于范德华健1）具有片状解理，但解理程度较小，颗粒较粗，分散度较小。2）同晶取代很少质地较纯，熔点较高，较稳定。3）无层间结合水，无加水膨胀性。蒙脱石Al2[Si4O10](OH)2·nH2O为复网层为二八面体型[SiO4]四面体层，每个活性O2-同时与一个Si4+[AlO4(OH)2]八面体层相连，Al3+填充2/3八面体空隙，[SiO4]四面体层与2个Al3+相

7、连，电价饱和。复网层之间靠很弱的范德华力结合。1）、具有良好的片状解理性，解理程度较高岭石大，颗粒较小，分散度大。2）、层间具有结合水，有加水膨胀，排水收缩性（又称膨润土），有较好的可塑性，粘结性。3）、有同晶取代现象，实际分子式为4）、有高的阳离子交换能力（层间所吸附的水化阳离子如Na容易被其它阳离子交换）5）、质地不纯，熔点较低。7.层状硅酸盐结构中，有一层八面体配位的Al和一层四面体配位的Si，在这些结构中，Al经常取代Si，但Si从来不会置换Al，试解释之：已知：CN=6时r=0.48År=0.61År=1.32ÅCN=4时r=0.34År=0

8、.47År=1.320Å解：∵r