金紅石結構分析

2021-03-01 氫劍
本文微視頻時長7分38秒。利用三維虛擬技術分析了金紅石晶胞中離子的分數坐標、陰陽離子配位數、微粒個數，並從O2-堆積角度描述了金紅石的結構特點。演繹直觀形象，講解簡明扼要，富有啟發性。

金紅石TiO2為四方晶系晶體，四方晶胞參數為：a＝459.366pm，c＝295.868pm，原子坐標為——Ti4+：(0,0,0)  (1/2,1/2,1/2)O2-：(x,x,0)  (1-x,1-x,0)  (1/2+x,1/2-x,1/2)  (1/2-x, 1/2+x,1/2)

晶胞擁有Ti4+離子8×1/8＋1＝2個，O2-離子4×1/2＋2＝4個，故一個晶胞中含有2個TiO2化學式。在金紅石結構中，Ti4+處在變形的TiO6八面體中，Ti—O距離有4個較近，為194.85pm，兩個較遠，為198.00pm。O2-周圍有3個近於正三角形配位的Ti4+，故Ti4+配位數為6，O2-配位數為3。

TiO6八面體沿著c軸共邊連接成鏈，這些鏈再共頂點連接成晶體。金紅石結構也可近似地看著O2-作六方最密堆積，堆積層原子呈波浪形起伏排列，Ti原子有序地佔據其中一半八面體空隙位置。金紅石是常見的重要結構型式之一，許多四價金屬的氧化物和二價金屬的氟化物採用金紅石結構。

（本文晶胞數據引用麥松威、周公度、李偉基著《高等無機結構化學》第2版）

視頻中的三維虛擬模型是氫劍採用互動式三維虛擬技術製作的。在相關插件支持下，用滑鼠即可對結構模型進行平移、滾動、旋轉、縮放、變形、增添或刪除原子及觸動預先設置的動畫等操作。

說明：本公眾號會不定期上傳基於三維虛擬技術製作的晶體與分子結構模型微課，近期因一線教學工作忙，更新速度慢些。因2018年6月申請的個人公眾號已經沒有留言功能，各位可在後臺留言。原創不易，未經作者同意，視頻與圖片不得用於任何以商業為目的的行為中。

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