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1、1.3 决定离子晶体结构的基本因素决定离子晶体结构的基本因素一、内在因素对晶体结构的影响一、内在因素对晶体结构的影响 1.质点的相对大小质点的相对大小 2.晶体中质点的堆积晶体中质点的堆积 3.配位数与配位多面体配位数与配位多面体 4.离子极化离子极化二二、外外在在因因素素对对晶晶体体结结构构的的影影响响同同质质多多晶晶与与类类质质同晶及晶型转变同晶及晶型转变1 一、内在因素对晶体结构的影响一、内在因素对晶体结构的影响1.质点的相对大小质点的相对大小2.晶体中质点的堆积晶体中质点的堆积3.配位数与配位多面体配位数与配位多面体4.离子极化离子极化.2 1.质点的相对大小质点的相对大小原子半径及离
2、子半径原子半径及离子半径 质点（原子或离子）的相对大小对晶体结构有质点（原子或离子）的相对大小对晶体结构有决定性影响。在晶体中，质点总是在其平衡位置决定性影响。在晶体中，质点总是在其平衡位置附近作振动，当质点间的结合处于对应条件下的附近作振动，当质点间的结合处于对应条件下的平衡状态时，质点间保持着一定的距离。这个距平衡状态时，质点间保持着一定的距离。这个距离反映了质点的相对大小。离反映了质点的相对大小。3 1.质点的相对大小质点的相对大小原子半径及离子半径原子半径及离子半径 原子半径的大小与原子处于孤立状态还是处于结合原子半径的大小与原子处于孤立状态还是处于结合状态有关。状态有关。n原原子子处
3、处于于孤孤立立态态时时原原子子半半径径定定义义：从从原原子子核核中中心心到到核核外外电电子子的的几几率率密密度度趋趋向向于于零零处处的的距距离离，亦亦称称为为范范德华半径。德华半径。n原原子子处处于于结结合合时时，根根据据x-射射线线衍衍射射可可以以测测出出相相邻邻原原子子面面间间的的距距离离。如如果果是是金金属属晶晶体体，则则定定义义金金属属原原子子半半径径为为：相相邻邻两两原原子子面面间间距距离离的的一一半半。如如果果是是离离子子晶晶体体，则则定定义义正正、负负离离子子半半径径之之和和等等于于相相邻邻两两原原子子面面间的距离。间的距离。4 离子半径离子半径每个离子周围存在的球形力场的半径即
4、是每个离子周围存在的球形力场的半径即是离子半径离子半径。离离子子晶晶体体的的正正、负负离离子子半半径径之之和和等等于于相相邻邻两两原原子子面面间间的的距距离离，可可根根据据x-射射线线衍衍射射测测出出，这这时时要要确确定定正正、负负离离子子半半径径分分别别为为多多少少，还还要要再再建建立立一一个个关关系系式式，才才能能求求解解出出正正、负负离离子子半半径的确切数据。径的确切数据。确确定定正正、负负离离子子半半径径的的确确切切数数据据，有有两两种种方方法法，其其一一是是哥哥希希密密特特（Goldschmidt）从从离离子子堆堆积积的的几几何何关关系系出出发发，建建立立方方程程所所计计算算的的结结
5、果果称称为为哥哥希希密密特特离离子子半半径径（离离子子间间的的接接触触半半径径）。其其二二是是鲍鲍林林（Pauling）考考虑虑了了原原子子核核及及其其它它离离子子的的电电子子对对核核外外电电子子的的作作用用后后，从从有有效效核核电电荷荷的的观观点点出出发发定定义义的的一一套套质质点点间间相对大小的数据，称为相对大小的数据，称为鲍林离子半径鲍林离子半径。5 由此可见，原子半径或离子半径实际上反映了质点间由此可见，原子半径或离子半径实际上反映了质点间相互作用达到平衡时，质点间距离的相对大小。不同学者相互作用达到平衡时，质点间距离的相对大小。不同学者给出的离子半径的数据在大小上虽有一定差异，但它们
6、都给出的离子半径的数据在大小上虽有一定差异，但它们都反映出质点间相对距离这一实质。而这一距离的大小是与反映出质点间相对距离这一实质。而这一距离的大小是与离子间交互作用的多种因素有关的，如密堆积时，一个离离子间交互作用的多种因素有关的，如密堆积时，一个离子周围异种离子的数目应尽可能多；温度升高时，质点间子周围异种离子的数目应尽可能多；温度升高时，质点间距离增大，故离子半径会相应地增大；压力增大时，离子距离增大，故离子半径会相应地增大；压力增大时，离子间距离会缩小，因而离子半径亦会减小。另外，离子间的间距离会缩小，因而离子半径亦会减小。另外，离子间的相互极化作用也会对离子半径有较大的影响。相互极化
7、作用也会对离子半径有较大的影响。6 2.晶体中质点的堆积晶体中质点的堆积最紧密堆积原理：最紧密堆积原理：晶晶体体中中各各离离子子间间的的相相互互结结合合，可可以以看看作作是是球球体体的的堆堆积积。球球体体堆堆积积的的密密度度越越大大，系系统统的的势势能能越低，晶体越稳定。此即越低，晶体越稳定。此即球体最紧密堆积原理球体最紧密堆积原理。适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。7 质点堆积方式质点堆积方式：根据质点的大小不同，球体最紧密堆积方式分为根据质点的大小不同，球体最紧密堆积方式分为等径等径球球和和不等径球不等径球两种情况。两种情况。等径球的堆积等径球的堆积不
8、等径球的堆积不等径球的堆积最密堆积方式最密堆积方式最紧密堆积中的空隙最紧密堆积中的空隙面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积六方最紧密堆积六方最紧密堆积8 等径球最紧密堆积等径球最紧密堆积时，在平面上每个球与时，在平面上每个球与6个球相接触，个球相接触，形成第一层（球心位置标记为形成第一层（球心位置标记为A），如），如图图1-5所示。此时，所示。此时，每每3个彼此相接触的球体之间形成个彼此相接触的球体之间形成1个弧线三角形空隙，个弧线三角形空隙，每个球周围有每个球周围有6个弧线三角形空隙，其中个弧线三角形空隙，其中3个空隙的尖角个空隙的尖角指向图的下方（其中心位置标记为指向图的下方（其中心位置标
9、记为B），另外），另外3个空隙的个空隙的尖角指向图的上方（其中心位置标记为尖角指向图的上方（其中心位置标记为C），这两种空），这两种空隙相间分布。隙相间分布。等径球质点堆积等径球质点堆积9 图图1-5 等径球体在平面上的最紧密堆积等径球体在平面上的最紧密堆积等径球质点堆积等径球质点堆积AAAAAAAAAAAAAAAAAAABC10 面心立方最紧密堆积和六方最紧密堆积面心立方最紧密堆积和六方最紧密堆积球球体体在在空空间间的的堆堆积积是是按按照照ABAB的的层层序序来来堆堆积积。这这样样的的堆堆积积中中可可以以取取出出一一个个六六方方晶晶胞胞，称称为为六六方方最最紧紧密密堆堆积（积（A3型）。型）
10、。另另一一种种堆堆积积方方式式是是按按照照ABCABC的的堆堆积积方方式式。这这样样的的堆堆积积中中可可以以取取出出一一个个面面心心立立方方晶晶胞胞，称称为为面面心心立立方方最最紧紧密密堆堆积积。面面心心立立方方堆堆积积中中，ABCABC重重复复层层面面平平行于（行于（111）晶面（）晶面（A1型）型）。两两种种最最紧紧密密堆堆积积中中，每每个个球球体体周周围围同同种种球球体体的的个个数数均均为为12。等径球质点堆积等径球质点堆积11 ABCABC层序堆积层序堆积 面心立方密堆积面心立方密堆积A1ABAB的层序堆积的层序堆积 六方密堆积六方密堆积A3等径球质点堆积等径球质点堆积AAAAAAAA
11、AAAAAAAAAAABCAAAAAAAAAAAAAAAAAAABC12 123456123456123456A AB BC C面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积13 ABCAABC面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积 ABCABC,即每三层重复一次即每三层重复一次14 123456面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积15 BCA密排面密排面面心立方晶胞面心立方晶胞面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积16 六方最紧密堆积六方最紧密堆积123456ABAB的层序堆积的层序堆积17 A AB BA AB BA A六方最紧密堆积六方最紧密堆积ABABAB 每两层
12、重复一次每两层重复一次18 A AA AA AA AB BB B密密排排面面六方晶胞六方晶胞六方密堆积六方密堆积19 最紧密堆积的空隙：最紧密堆积的空隙：由由于于球球体体之之间间是是刚刚性性点点接接触触堆堆积积，最最紧紧密密堆堆积积中中仍仍然然有有空空隙隙存存在在。从从形形状状上上看看，空空隙隙有有两两种种：一一种种是是四四面面体体空空隙隙，由由4个个球球体体所所构构成成，球球心心连连线线构构成成一一个个正正四四面面体体；另另一一种种是是八八面面体体空空隙隙，由由6个个球球体体构构成成，球球心心连连线线形形成成一一个个正八面体。正八面体。显然，由同种球组成的四面体空隙小于八面体空隙。显然，由同
13、种球组成的四面体空隙小于八面体空隙。等径球质点堆积等径球质点堆积四面体空隙四面体空隙八面体空隙八面体空隙20 最紧密堆积的空隙：最紧密堆积的空隙：21 最紧密堆积中空隙的分布情况：最紧密堆积中空隙的分布情况：每个球体周围有每个球体周围有多少多少个四面体空隙？个四面体空隙？每个球体周围有每个球体周围有多少多少个八面体空隙？个八面体空隙？等径球质点堆积等径球质点堆积1个球的周围有个球的周围有8个四面体空隙个四面体空隙1个球的周围有个球的周围有6个四面体空隙个四面体空隙22 n个个等等径径球球最最紧紧密密堆堆积积时时，整整个个系系统统四四面面体体空空隙隙数多少个？八面体空隙数多少个？数多少个？八面体
14、空隙数多少个？n个个等等径径球球最最紧紧密密堆堆积积时时，整整个个系系统统四四面面体体空空隙隙数数2n个；八面体空隙数个；八面体空隙数n个。个。最紧密堆积中空隙的分布情况：最紧密堆积中空隙的分布情况：等径球质点堆积等径球质点堆积23 如何表征密堆系统总空隙的大小？如何表征密堆系统总空隙的大小？采采用用空空间间利利用用率率（原原子子堆堆积积系系数数）来来表表征征密密堆堆系系统统总总空空隙隙的大小。的大小。最紧密堆积中空隙的分布情况：最紧密堆积中空隙的分布情况：等径球质点堆积等径球质点堆积n空间利用率空间利用率=晶胞中原子总体积晶胞中原子总体积/晶胞体积晶胞体积n用公式表示用公式表示:P0=Vat
15、oms/Vcell24 最紧密堆积中空隙的分布情况：最紧密堆积中空隙的分布情况：等径球质点堆积等径球质点堆积面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积空间利用率的计算空间利用率的计算 两两种种最最紧紧密密堆堆积积的的空空间间利利用用率率均均为为74.05%，空空隙隙占整个空间的占整个空间的25.95%。问题：是不是空间利用率最大为问题：是不是空间利用率最大为74.05%？25 不等径球堆积不等径球堆积不不等等径径球球进进行行堆堆积积时时，较较大大球球体体作作紧紧密密堆堆积积，较较小小的的球球填填充充在在大大球球紧紧密密堆堆积积形形成成的的空空隙隙中中。其其中中稍稍小小的的球球体体填填充充在在四四面面
16、体体空空隙隙，稍稍大大的的则则填填充充在在八八面面体体空空隙隙，如如果果更更大大，则则会会使使堆堆积积方方式式稍稍加加改改变变，以以产产生生更更大大的的空空隙隙满足填充的要求。这对许多离子化合物晶体是适用的。满足填充的要求。这对许多离子化合物晶体是适用的。例如：例如：MgO NaCl问题：究竟多大半径的离子可填充四面体空隙问题：究竟多大半径的离子可填充四面体空隙 或八面体空隙？或八面体空隙？26 3.配位数（配位数（coordination number）与配位多面体与配位多面体配位数：一个原子（或离子）周围同种原子配位数：一个原子（或离子）周围同种原子（或异号离子）的数目称为原子（或离子）的
17、配位（或异号离子）的数目称为原子（或离子）的配位数，用数，用CN来表示。来表示。27 晶晶体体结结构构中中正正、负负离离子子的的配配位位数数的的大大小小由由结结构构中中正正、负负离离子子半半径径的的比比值值来来决决定定，根根据据几几何何关关系系可可以以计计算算出出正正离离子子配配位位数数与与正正、负负离离子子半半径径比比之之间间的的关关系系，其其值值列列于于表表1-3。因因此此，如如果果知知道道了了晶晶体体结结构构是是由由何何种种离离子子构构成成的的，则则从从r/r比比值值就就可可以以确确定定正正离离子子的的配配位位数数及及其其配配位位多多面面体的结构。体的结构。28 系统稳定系统稳定系统不稳
18、定系统不稳定会出现什么？会出现什么？系统稳定系统稳定但当红球半径过大时但当红球半径过大时会出现什么？会出现什么？据此，可计算不同配位数时的临界半径比据此，可计算不同配位数时的临界半径比29 以以NaCl为例，计算配位数为例，计算配位数6时的临界半径比时的临界半径比ABC2r-2(r-+r+)在直角三角形在直角三角形ABC中中讨论：讨论：30 表表1-3 正离子配位数与正、负离子半径比之间的关系正离子配位数与正、负离子半径比之间的关系31 值得注意的是在许多硅酸盐晶体中，配位多面体的值得注意的是在许多硅酸盐晶体中，配位多面体的几何形状不象理想的那样有规则，甚至在有些情况下可能几何形状不象理想的那
19、样有规则，甚至在有些情况下可能会出现较大的偏差。在有些晶体中，每个离子周围的环境会出现较大的偏差。在有些晶体中，每个离子周围的环境也不一定完全相同，所受的键力也可能不均衡，因而会出也不一定完全相同，所受的键力也可能不均衡，因而会出现一些特殊的配位情况，现一些特殊的配位情况，表表1-4给出了一些正离子与给出了一些正离子与O2离离子结合时常见的配位数。子结合时常见的配位数。32 表表1-4 正离子与正离子与O2离子结合时常见的配位数离子结合时常见的配位数 33 影响配位数的因素除正、负离子半径比以外，还有影响配位数的因素除正、负离子半径比以外，还有温度、压力、正离子类型以及极化性能温度、压力、正离
20、子类型以及极化性能等。对于典型的等。对于典型的离子晶体而言，在常温常压条件下，如果正离子的变形离子晶体而言，在常温常压条件下，如果正离子的变形现象不发生或者变形很小时，其配位情况主要取决于正、现象不发生或者变形很小时，其配位情况主要取决于正、负离子半径比，否则，应该考虑离子极化对晶体结构的负离子半径比，否则，应该考虑离子极化对晶体结构的影响。影响。34 4 离子极化离子极化 在离子晶体中，通常把离子视作刚性的小球，这是在离子晶体中，通常把离子视作刚性的小球，这是一种近似处理，这种近似仅在典型的离子晶体中误差较一种近似处理，这种近似仅在典型的离子晶体中误差较小。实际上，在离子紧密堆积时，带电荷的
21、离子所产生小。实际上，在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形，这种现象称为作用，使之发生变形，这种现象称为极化极化。35 极极化化有有双双重重作作用用，自自身身被被极极化化和和极极化化周周围围其其它它离离子子。前前者者用用极极化化率率（）来来表表示示，后后者者用用极极化化力力（）来来表表示。示。极极化化率率定定义义为为单单位位有有效效电电场场强强度度（E）下下所所产产生生的的电电偶偶极极矩矩（）的的大大小小，即即=/E。极极化化率率反反映映了了离离子子被被极化的难易程度极化的难易程度
22、，即变形性的大小。，即变形性的大小。极极化化力力与与离离子子的的有有效效电电荷荷数数（Z*）成成正正比比，与与离离子子半半径径（r）的的平平方方成成反反比比，即即=Z*/r2。极极化化力力反反映映了了极极化化周围其它离子的能力周围其它离子的能力。36 自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存在。自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存在。正离子正离子不易被极化不易被极化负离子负离子被极化被极化为什么为什么为什么为什么特殊的正离子特殊的正离子18电子构型电子构型半半径径较较小小电电价价较较高高电电价价小小而而半半径径较较大大的的负负离离子子尤尤为为显显著著被被极极化化37 自身被极化和极化周
23、围其它离子两个作用同时存在。自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存在。一般来说，正离子半径较小，电价较高，极化力表现明一般来说，正离子半径较小，电价较高，极化力表现明显，不易被极化。负离子则相反，经常表现出被极化的显，不易被极化。负离子则相反，经常表现出被极化的现象，电价小而半径较大的负离子（如现象，电价小而半径较大的负离子（如I，Br等）尤等）尤为显著。因此，考虑离子间相互极化作用时，一般只考为显著。因此，考虑离子间相互极化作用时，一般只考虑正离子对负离子的极化作用，但当正离子为虑正离子对负离子的极化作用，但当正离子为18电子构电子构型时，必须考虑负离子对正离子的极化作用，以及由此型时，
24、必须考虑负离子对正离子的极化作用，以及由此产生的诱导偶极矩所引起的附加极化效应。产生的诱导偶极矩所引起的附加极化效应。38 最终使晶体结构类型发生变化最终使晶体结构类型发生变化极化会对晶体结构产生的显著影响：极化会对晶体结构产生的显著影响：极极化化会会导导致致离离子子间间距距离离缩缩短短，离离子子配配位位数数降降低低变形的电子云变形的电子云相互重叠，使相互重叠，使键性由离子键键性由离子键向共价键过渡向共价键过渡39 图图1-7 离子极化作用示意图离子极化作用示意图 40 图图1-8 负离子在正离子的电场中被极化使配位数降低负离子在正离子的电场中被极化使配位数降低41 卤化物卤化物AgCl，Ag
25、Br和和AgI，按正负离子半径比预，按正负离子半径比预测，测，Ag+离子的配位数都是离子的配位数都是6，属于，属于NaCl型结构，但实际型结构，但实际上上AgI晶体属于配位数为晶体属于配位数为4的立方的立方ZnS型结构，见型结构，见表表1-5。举例举例为什么：离子间很强的为什么：离子间很强的极化作用极化作用，使离子间强烈靠近，使离子间强烈靠近，配位数降低，结构类型发生变化。由于极化使离子的电配位数降低，结构类型发生变化。由于极化使离子的电子云变形失去球形对称，相互重叠，导致键性由离子键子云变形失去球形对称，相互重叠，导致键性由离子键过渡为共价键。极化对过渡为共价键。极化对AX2型晶体结构的影响
26、结果示于型晶体结构的影响结果示于图图1-9。42 表表1-5 离子极化与卤化银晶体结构类型的关系离子极化与卤化银晶体结构类型的关系 43 图图1-9 离子极化与离子极化与AX2型晶体的型变规律型晶体的型变规律 8/4CaF2型型6/3金红石型金红石型4/2立方立方SiO22/1分子型分子型CO2CdCl2型型CdI2型型MoS2型型FeS2型型分子型分子型CO20.220.410.73R+/R-极化上升极化上升44 综上所述，离子晶体的结构主要取决于离子间的综上所述，离子晶体的结构主要取决于离子间的相对数量，离子的相对大小以及离子间的极化等因素。相对数量，离子的相对大小以及离子间的极化等因素。
27、这些因素的相互作用又取决于晶体的化学组成，其中这些因素的相互作用又取决于晶体的化学组成，其中何种因素起主要作用，要视具体晶体而定，不能一概何种因素起主要作用，要视具体晶体而定，不能一概而论。而论。45 哥希密特（哥希密特（Goldschmidt）结晶化学定律）结晶化学定律 哥希密特（哥希密特（Goldschmidt）据此于）据此于1926年总结出年总结出结晶化学定律，即结晶化学定律，即“晶体结构取决于其组成基元晶体结构取决于其组成基元（原子、离子或离子团）的数量关系，大小关系及（原子、离子或离子团）的数量关系，大小关系及极化性能极化性能”。数量关系反映在化学式上，在无机化。数量关系反映在化学式
28、上，在无机化合物晶体中，常按数量关系对晶体结构分类，见合物晶体中，常按数量关系对晶体结构分类，见表表1-6。影响离子晶体结构内在因素的小结：影响离子晶体结构内在因素的小结：46 表表1-6 无机化合物结构类型无机化合物结构类型 47 构构成成晶晶体体的的基基元元的的数数量量关关系系相相同同，但但大大小小不不同同，其其结结构构类类型型亦亦不不相相同同。如如AX型型晶晶体体由由于于离离子子半半径径比比不不同同有有CsCl型型、NaCl型型、ZnS型型等等结结构构，其其配配位位数数分分别别为为8、6和和4。有时，组成晶体的基元的数量和大小关系皆相同，有时，组成晶体的基元的数量和大小关系皆相同，但因极
29、化性能不同，其结构类型亦不相同。如但因极化性能不同，其结构类型亦不相同。如AgCl和和AgI均属均属AX型，其型，其r+/r-比值也比较接近，但因比值也比较接近，但因Cl和和I离子的离子的极化性能不同，使得其结构分别属于极化性能不同，使得其结构分别属于NaCl型和型和ZnS型。型。48 二、外在因素对晶体结构的影响二、外在因素对晶体结构的影响 同质多晶与类质同晶及晶型转变同质多晶与类质同晶及晶型转变 1.同质多晶与类质同晶同质多晶与类质同晶2.同质多晶转变同质多晶转变49 从热力学角度来看，每一种晶体都有其从热力学角度来看，每一种晶体都有其形成形成和和稳定稳定存在存在的热力学条件。这种化学组成
30、相同的物质，在不同的热力学条件。这种化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象，称为的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象，称为同质同质多晶现象多晶现象。由此所产生的每一种化学组成相同但结构不。由此所产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体，称为同的晶体，称为变体变体。同质多晶现象在氧化物晶体中普。同质多晶现象在氧化物晶体中普遍存在，对研究晶型转变、材料制备过程中工艺制度的遍存在，对研究晶型转变、材料制备过程中工艺制度的确定等具有重要意义。确定等具有重要意义。1.同质多晶与类质同晶同质多晶与类质同晶50 在自然界还存在这样一种现象，化学组成相似或相在自然界还存在这样一种现
31、象，化学组成相似或相近的物质，在相同的热力学条件下，形成的晶体具有相同近的物质，在相同的热力学条件下，形成的晶体具有相同的结构，这种现象称为的结构，这种现象称为类质同晶类质同晶现象。这是自然界很多矿现象。这是自然界很多矿物经常共生在一起的根源。例如菱镁矿（物经常共生在一起的根源。例如菱镁矿（MgCO3）和菱）和菱铁矿（铁矿（FeCO3）因其组成接近，结构相同，因而经常共生）因其组成接近，结构相同，因而经常共生在一起。类质同晶对矿物提纯与分离、固溶体的形成及材在一起。类质同晶对矿物提纯与分离、固溶体的形成及材料改性具有重要意义。料改性具有重要意义。51 2.同质多晶转变同质多晶转变 在同质多晶中
32、，由于各个变体是在不同的热力学在同质多晶中，由于各个变体是在不同的热力学条件下形成的，因而各个变体都有自己稳定存在的热力条件下形成的，因而各个变体都有自己稳定存在的热力学范围。当外界条件改变到一定程度时，各变体之间就学范围。当外界条件改变到一定程度时，各变体之间就可能发生结构上的转变，即发生同质多晶转变可能发生结构上的转变，即发生同质多晶转变。根据转变时速度的快慢和晶体结构变化的不同，根据转变时速度的快慢和晶体结构变化的不同，可将多晶转变分为两类：可将多晶转变分为两类：位移性转变和重建性转变位移性转变和重建性转变。52 图图1-9 多晶转变类型多晶转变类型 位移性转变位移性转变重建性转变重建性
33、转变各自有何特点？各自有何特点？53 n位移性转变位移性转变仅仅是结构畸变，转变前后结构差异小，转仅仅是结构畸变，转变前后结构差异小，转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数，只是原子变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数，只是原子的位置发生少许位移，使次级配位有所改变，如图的位置发生少许位移，使次级配位有所改变，如图1-9所所示的高对称结构（示的高对称结构（a）向（）向（b）和（）和（c）结构的转变。由于）结构的转变。由于位移性转变仅仅是键长和键角的调整，未涉及旧键破坏位移性转变仅仅是键长和键角的调整，未涉及旧键破坏和新键形成，因而转变速度很快，常在一个确定稳定下和新键形成，因而转变速度很快
34、，常在一个确定稳定下发生。发生。位移性转变也称为高低温性转变位移性转变也称为高低温性转变。-石英和石英和-石石英在英在573的晶型转变属于位移性转变。的晶型转变属于位移性转变。54 n重建性转变重建性转变不能简单地通过原子位移来实现，转变前后不能简单地通过原子位移来实现，转变前后结构差异大，必须打开原子间的键，形成一个具有新键结构差异大，必须打开原子间的键，形成一个具有新键的结构，如的结构，如图图1-9中（中（a）到（）到（d）的转变。因为打开旧）的转变。因为打开旧键并重新组成新键需要较大的能量，所以重建性转变的键并重新组成新键需要较大的能量，所以重建性转变的速度很慢。高温型的变体经常以介稳状态存在于室温条速度很慢。高温型的变体经常以介稳状态存在于室温条件下。如件下。如-石英和石英和-磷石英之间的转变。加入矿化剂可磷石英之间的转变。加入矿化剂可以加速这种转变的进行。以加速这种转变的进行。55