[心得] 配位數、晶體 讀得霧沙沙請入內

作者: fragmentwing (片翼碎夢)   2020-11-07 13:30:19
我一直有個印象,就是高中時晶體結構讀得超混亂的
但也有可能是我記錯了,所以才有前一篇文
雖然看板上消息,離子晶體其實好像沒在考了?
算了,反正一些傳統名校和補充教材八成還是會教,所以還是來講講
---以下正文---
首先,配位數到底是什麼?
配位數在高中時,如果是金屬,指的是一顆原子旁邊相鄰原子數
如果是離子晶體,指的是以一顆陽離子為基準,圍繞在其周遭的陰離子數目
這邊其實還不至於混淆,不過到大學後,有再特別討論這塊的話,會寫陽:陰離子配位數
接下來就是重點了,關於結構的問題
沿用上一篇的圖https://i.imgur.com/6Hupa0q.jpg
以及推文
推 elvis533: 左邊是金屬,右邊是離子化合物,都是BCC
高中時我這邊唸得很混亂,只能靠死背
不過實際上,大學後碰到這塊,是有能有效處理的系統在的
在大學,左邊一樣是BCC沒有問題
右邊的話,其實不只是國內,我去查國外的一些教材,也是有分歧出現
毫無爭議的講法的話,右邊的晶體結構名稱是叫Cesium Chloride,絕對不是叫BCC
(不過在高中,作答時還是叫它BCC比較安全)
或用化學式簡稱為CsCl結構
在這裡,結構的名稱即是用同結構中具代表性的離子晶體來稱呼
例如氯化鈉,高中時稱面心立方結構,但這邊稱為Rock Salt結構
但如果是在牽涉到陰陽離子堆積(packing)的討論時,至少有兩種以上的說法
不過比較主流的說法是,在描述離子晶體時通常有以下規則
「先決定陰離子的架構,再來描述陽離子」
與高中相比,就比較不會混淆了
但這規則也秉持著化學這個科目的優良傳統,有規則即有例外
像是反螢石結構,因為它陰陽離子的排列等於與螢石結構互換,就不太適用於這規則
下面是補充
依據J.Lima-de-Faria定出的規則,化合物AX,在陰離子X半徑大於陽離子A的半徑下
X分別有三個上標來配合表示:c、h、sc分別指的是CCP、HCP、simple cubic結構
A也有三個上標可用來表示:t、o、cb分別指的是T-site、O-site、8-fold site
高中的大家應該對A的表示法比較陌生,但在這裡不做太多說明
總之,BCC和FCC各自有不同的T-site、O-site位置
而這是一套先決定了陰離子X堆積的結構後
再來決定陽離子A會堆積填充在結構中的哪種位置的系統
(注意,陽離子A不一定會把該結構中的該種位置全部填充完)
以CsCl為例,即A(cb)X(sc)結構
在Cl(-)以simple cubic堆積的架構下,Cs(+)會填充在8-fold site(100%填充)
註:括號中內容為上標
而Rock Salt,即A(o)X(c)結構
在Cl(-)以CCP,即FCC堆積的架構下,Na(+)會填充在O-site(100%填充)
最後舉一個沒有完全填充的例子:
Zinc Blend,即A(t)X(c)結構 (β-ZnS)
在S(2-)以CCP,即FCC堆積的架構下,Zn(2+)會填充在T-site(50%填充)
作者: matt511101 (麥特哥)   2020-11-07 15:39:00
作者: hedgehogs (刺蝟)   2020-11-07 17:23:00
作者: eric911116 (葔777)   2020-11-07 21:33:00
看不懂@@
作者: psychicaler (MOCVD)   2020-11-08 17:42:00
建議高中生,補充看不懂可以看過有印象即可有時間再畫圖比較
作者: joegod (R9)   2020-11-08 23:22:00
材料系專門在搞的
作者: steake (奇蹟)   2020-11-09 01:16:00
此文章內容為舊課綱,指考已刪除
作者: NomeL (暱稱是甚麼owo)   2020-11-09 11:13:00
高中點?
作者: Max112358 (MAXCHEN)   2020-11-10 15:11:00
看成數位晶片,還在想高中生怎麼懂這麼多
作者: alosdr (喵喵)   2020-11-11 13:39:00
我還以為看到材料系晶缺
作者: NBL123 (小麥)   2020-11-13 22:04:00
高中真的用不到這麼深的 但CsCl不是BCC Rock Salt不是FCC高中教材這邊不應該教錯是的 但最多也只能說是simple cubic 絕不能說是BCC

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