最密堆積與常見晶體結構
配位數(coordination number)
配位數就是一個原子最近鄰的數目,也就是它直接接觸或鍵結的原子數。想像站在擁擠的人群中,問你一次能伸手牽住多少人:那個數字就是你的配位數。在晶體裡,它刻畫了一個原子被包圍得多緊、多對稱。
對最密堆積金屬(FCC 與 HCP)而言,配位數為 12,是等大球體的最大值。體心立方為 8,簡單立方為 6,而開放的鑽石結構只有 4。在離子晶體中,我們通常指與某離子相切的異號離子數目:氯化鈉讓每個離子的配位數為 6(八面體),氯化銫為 8(立方),閃鋅礦為 4(四面體)。配位數越高,分擔負荷的鄰居越多,通常堆積也越緻密。
配位數把本領域的好幾個概念串在一起。它主要由兩種離子的半徑比決定,也是鮑林第一規則的主題;它區分了結構型(岩鹽、氯化銫、閃鋅礦基本上就是配位數 6、8、4 的選擇);它還主宰性質,因為每個原子的鍵越多,通常熔點與剛性越高。
在食鹽中每個 Na+ 被 6 個 Cl- 相切(反之亦然):配位數 6。換成 CsCl 就升到 8,因為 Cs+ 更大。
較大的離子能被更多鄰居包圍,因此半徑比主導配位數。
配位數只計最近鄰。在 BCC 中,八個沿體對角線的鄰居算為配位數 8,儘管另有六個只稍遠一點;界線畫在哪裡是一種約定。
又稱
另見