最密堆積與常見晶體結構
螢石結構(fluorite structure)
螢石結構得名於礦物螢石(氟化鈣,CaF2),是當陰離子為陽離子兩倍、且陽離子較大時所形成的結構。它是化學式 AB2、陽離子為八配位的化合物的自然歸宿,也是許多重要氧化物的參考結構。
把它建構成鈣離子的 FCC 排列,氟離子填滿全部八個四面體孔洞。結果:每個鈣被八個位於立方體頂角的氟包圍(配位數 8),而每個氟被四個排成四面體的鈣包圍(配位數 4),晶胞含 4 個 CaF2 化學式單位。把佔位反過來——陰離子在 FCC 位置、陽離子填滿所有四面體孔洞——就得到反螢石結構,為氧化鋰(Li2O)等陽離子多於陰離子的化合物所採用。
螢石是氟化鈣、二氧化鈾(核燃料)、二氧化鈰,以及立方氧化鋯(鑽石仿製品,穩定化的二氧化鋯)的結構。它開放的、填滿所有四面體孔洞的排列對氧空位的容忍度極佳,這正是釔穩定氧化鋯等螢石型氧化物成為固態氧化物燃料電池與氧感測器主力氧離子導體的原因。
二氧化鈾核燃料為螢石型;它在開放晶格中容納氧與裂變產物原子的能力,是反應爐行為的核心。
陽離子 FCC、陰離子填滿每個四面體孔洞:AB2 的八配位。
在螢石中坐在 FCC 位置的是陽離子而非陰離子;反螢石只是把哪種離子放在哪裡對調,因此要靠離子數比(AB2 對 A2B)來區分。
又稱
另見