[心得] 配位數、晶體 讀得霧沙沙請入內

[fragmentwing (片翼碎夢)]

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）

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.74.137.91 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/SENIORHIGH/M.1604727023.A.3CB.html
推 matt511101: 推
推 hedgehogs: 推
修了一下文章　補充說明填充的陽離子不一定會把該種位置全部填充完
※ 編輯: fragmentwing (42.74.137.91 臺灣), 11/07/2020 18:19:51
→ eric911116: 看不懂@@
推 psychicaler: 建議高中生，補充看不懂可以看過有印象即可
→ psychicaler: 有時間再畫圖比較
推 joegod: 材料系專門在搞的
推 steake: 此文章內容為舊課綱，指考已刪除
→ NomeL: 高中點？
推 Max112358: 看成數位晶片，還在想高中生怎麼懂這麼多
推 alosdr: 我還以為看到材料系晶缺
推 NBL123: 高中真的用不到這麼深的 但CsCl不是BCC Rock Salt不是FCC
→ NBL123: 高中教材這邊不應該教錯
以CsCl為例 我是看到國外有的會講兩種離子分開來看都是以simple cubic排列
如果高中為了避免講到T-site O-site而這樣講就還能接受 因為這樣至少不是錯的
當然到大學再碰到的話還是要往精確的說法修改
※ 編輯: fragmentwing (42.74.25.59 臺灣), 11/13/2020 22:56:15
推 NBL123: 是的 但最多也只能說是simple cubic 絕不能說是BCC