發(fā)布時(shí)間：2020-08-24 14:58

【摘要】：以石英(α-SiO2)和鉬酸鎂(MgMoO4)的晶體結(jié)構(gòu)分析、單晶形貌模擬及晶體定向?yàn)橹饕獌?nèi)容,用Diamond和Shape V7.1晶體模擬軟件及X射線單晶衍射儀進(jìn)行材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過Diamond展示α-SiO2和MgMoO4的微觀晶體結(jié)構(gòu),從晶胞、多面體結(jié)構(gòu)單元和晶格骨架等方面分析其微觀結(jié)構(gòu)特征;用Shape V7.1建立晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征與晶體形貌之間的聯(lián)系。模擬結(jié)果可通過X射線晶體定向儀進(jìn)行驗(yàn)證。
【圖文】：

棍模型的形式展示出與該原子配位的最近鄰原子。將鼠標(biāo)置于某個(gè)化學(xué)鍵上方即能顯示出該化學(xué)鍵的長度。再次選中添加的原子，然后點(diǎn)擊“ＡｄｄＰｏｌｙｈｅｄｒｏｎ”鍵，圖像區(qū)域中會出現(xiàn)以所添加原子為中心的多面體結(jié)構(gòu)。圖１顯示α－ＳｉＯ２晶體中各金屬原子的配位情況。由圖１可知，在α－ＳｉＯ２晶體中，Ｓｉ原子為４配位，占據(jù)３ａ格位。在［ＳｉＯ４］四面體結(jié)構(gòu)中，Ｓｉ—Ｏ鍵長為１．５９９２～１．６１３７姒，鍵角為１０６．１９４～１１３．７３５°。圖１α－ＳｉＯ２晶體中的［ＳｉＯ４］四面體圖２顯示ＭｇＭｏＯ４晶體中各金屬原子的配位情況。在ＭｇＭｏＯ４晶體中有２種占據(jù)不同格位的Ｍｇ原子（４ｇ和４ｉ），這２種Ｍｇ原子均為６配位。在［ＭｇＯ６］１八面體結(jié)構(gòu)中，Ｍｇ—Ｏ鍵長為２．０３８５～２．１６６９姒，鍵角為８１．１９３～１７５．９７０°；在［ＭｇＯ６］２八面體結(jié)構(gòu)中，Ｍｇ—Ｏ鍵長為２．０１９３～２．１３５９姒，鍵角為８０．２４４～１７８．２０８°（見圖２（ａ）、圖２（ｂ））。在該晶體中也有２種分別占據(jù)４ｈ和４ｉ格位的Ｍｏ原子，二者均為４配位。在［ＭｏＯ４］１四面體結(jié)構(gòu)中，Ｍｏ—Ｏ鍵長為１．７３１２～１．８０１０姒，鍵角為１０５．４６６～１１９．４８９°；在［ＭｏＯ４］２四面體結(jié)構(gòu)中，Ｍｏ—Ｏ鍵長為１．７２９７～１．８４５２姒，鍵角為１０７．１９０～１１３．５２４°（見圖２（ｃ）、圖２（ｄ））。４．１．２

圖２ＭｇＭｏＯ４晶體中的［ＭｇＯ６］八面體結(jié)構(gòu)（ａ）（ｂ）和［ＭＯＯ４］四面體結(jié)構(gòu)（ｃ）、（ｄ）圖３α－ＳｉＯ２晶體的球棍模型骨架圖（ａ）和多面體骨架圖（ｂ）ａ＝１０．２７３（３）Ａ°，ｂ＝９．２８８（３）Ａ°，ｃ＝７．０２５Ａ°，β＝１０６．９６０°。組成該晶體骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是［ＭｇＯ６］八面體和［ＭｏＯ４］四面體。從該晶體骨架在ｂ軸的投影圖可以看出，該晶體的晶格骨架是由一層層［ＭｇＯ６］八面體原子層堆疊而成（見圖４（ｂ）），［ＭｏＯ４］四面體填充在相鄰的［ＭｇＯ６］八面體原子層之間。從該晶體在ｃ軸的投影圖可以看出：４個(gè)相鄰的［ＭｇＯ６］八面體以共用八面體一條邊的形式連接成一個(gè)［Ｍｇ４Ｏ１６］基團(tuán)，多個(gè)［Ｍｇ４Ｏ１６］基團(tuán)之間通過Ｍｏ原子相互連接成一個(gè)［ＭｇＯ６］八面體原子層，即［ＭｇＯ６］八面體原子層內(nèi)包含有Ｍｏ原子（見圖４（ｃ））。４．２α－ＳｉＯ２和ＭｇＭｏＯ４單晶的形貌特征對于在自由體系中生長的晶體而言，其最終能夠顯露出來的晶面取決于各晶面生長速率的各向異性，而這往往是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對稱性以及晶體內(nèi)部化學(xué)鍵的相對強(qiáng)弱決定的。所以，不同結(jié)構(gòu)、不同性質(zhì)化合物的結(jié)晶產(chǎn)物往往呈現(xiàn)不同的外形［１０］。４．２．１α－ＳｉＯ２單晶的形貌模擬結(jié)果及與實(shí)際樣品的對比圖５顯示了由ＳｈａｐｅＶ７．１模擬的α－ＳｉＯ２單晶的一種形貌及天然α－ＳｉＯ２單晶的常見形貌。由ＳｈａｐｅＶ７．１模擬的結(jié)果可以看出，

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本文編號：2802602