晶体配位比(各类晶体的配位数) 矿石的晶体化学分析.配位数和配位多面体
晶体结构中，原子或离子总是按一定的方式与周围的原子或离子相接触。每个原子或离子周围最邻近的原子或异号离子的数目称为该原子或离子的配位数，以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子的中心连接起来所获得的多面体称为配位多面体。例如在石盐（NaCI )的结构中（图1），每个Na＋的周围都有6个Cl－与之相接触，Na＋的配位数为6；由Cl－所构成的配位多面体为八面体，Na＋位于八面体的中心，而Cl－则位于八面体的6个角顶上。配位多面体有多种形式，晶体结构常可看做是由配位多面体相互联结而成的一种体系。
图1 石盐NaCl的晶形（a）及质点排列（b）大球Cl－；小球Na＋ 在等大球的最紧密堆积中，每个球周围有12个球，配位数为12。在离子晶体中，存在着半径不同的阴、阳离子，形成了非等大球的堆积。此时，只有当异号离子相互接触时才是稳定的[图2—（a）]；如果阳离子变小，使阴离子有了接触[图2—（b）]，结构仍然可以稳定，但已达稳定的极限；如果阳离子更小，使阴、阳离子脱离了接触，这样的结构就是不稳定的了，将引起配位数的改变[图2—（c）、（d）、（e）]。 配位数的大小，从几何观点看，取决于离子的相对大小。当阴离于相同时，阳离子越小，其配位数亦越小。即阴、阳离子大小相差悬殊，配位数愈小；大小愈接近，配位数愈大。 ![]()
图2常温常压下阳离子配位稳定图，如果离子不变形或变形很小，配位数主要取决于阳离子半径RK与阴离子半径RA的比值，如表1所示。表1阳离子配位数与阴阳离子半径比RK/RA的关系 配位数稳定的界限（表1），是用几何方法计算出来的。这种配位数的计算是纯几何学的。在实际晶体结构中，情况要复杂得多。离子的极化作用可使配位数降低。具有共价键的晶体，配位数和配位的形式取决于共价键的方向性和饱和性，而与元素的原子或离子的半径大小及其比值无直接关系。表2列出了一些具共价键的矿物晶体中原子的配位数。配位多面体的情况。就同一种元素的离子来说，在不同外界条件（温度、压力、介质条件）下生成的晶体中，也可能具有不同的配位数。一般情况是：温度的增高使阳离子的配位数减小，而压力的增大使配位数增高。如Al3＋可有四次和六次两种配位数，在高温下形成的长石和似长石等矿物中呈四次配位，而在低温下形成的高岭石等细土矿物中则呈6次配位。又如Fe2＋和Mg2＋一般呈6次配位，但在高压下形成的铁铝榴石和镁铝榴石等矿物中，则呈8次配位。实际上，晶体结构中所出现的配位数和配位多面体可有更多的类型（图3）。 ![]()
图3晶体结构中一些配位多面体的植物状态(a)哑铃形(2)；折叠线(2)；三角形(3)；正方形(4)；四面体(4)；(f)方形单锥体(5)；(g)三方双锥形(5)；八面体(6)；㈠三方专栏(6)；(j)三角形柱(7 ),其圆柱形表面叠加有方形单锥体；(k)三角形七边形(7)；(l)五边形双锥(7)；(m)一个立方体(8)；(n)方形反柱(8)；(o)三角形十二面体(8)；(p)三个方向(8 ),其中两个圆柱形表面与一个四角单锥重叠；(q)一个三角形柱(9 ),其三个圆柱形表面叠加有一个方形单锥体；(r)二十面体(12)；(s)截顶四面体(12)；立方八面体(12)；(u)截头双锥(12)；(v)菱形二十面体(14)；(w)五边形十二面体(20)；(十)截顶八面体(24)注:()”中的数字表示配位数(c.n .)表2一些有共价键的矿物晶体中原子的杂化轨道类型、配位数和配位多面体配位数(c.n .)。配位多面体形态学 | 共价键的杂化轨道类型 | 举个例子 | 2哑铃(直线) | sp，dp | 朱砂中的汞 | 虚线p2，ds | 天然硫中的硫 | 三三角 | sp2，dsp | 石墨中的碳 | 三角锥p3，d2p | 如雌黄(As2S2) | 四平方 | dsp2、d2p2 | 蓝铜矿中的铜(Cu3[CO3]2(OH)2) | 四面体sp2，d3s | 闪锌矿中的锌(ZnS) | 五四方锥体 | d2sp2，d4s | 孔雀石中的铜(Cu2[CO3] (OH2)) | 三方圆锥体d3sp | 钒铁矿中的钒(Pb5[VO4]3Cl) | 六三边柱 | d4sp，d5p | 辉钼矿中的钼 | 八面体d2sp3、sp3d2、f2sp3 | 锡石中的锡(二氧化锡) | 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
