Основные виды гексагональных структур.

Структура вюрцита.

ZnS, КЧ 4/4; для ее образования надо совместить две плотные гексагональные упаковки так, чтобы нулевая точка одной центрировала тетраэдр другой решетки (рис. 1.69 а). Оба координационных многогранника тетрэдры. Вид симметрии C_{6v ­}– 6mm.

Структура арсенида никеля NiAs.

Октаэдрически – призматическая координация КЧ 6/6. Каждый атом никеля окружен 6 атомами мышьяка, расположенными в вершинах октаэдра. Каждый атом мышьяка окружен 6 атомами никеля, расположенными в вершинах тригональной призмы. (рис.1.69, b). Вид симметрии D_6h – 6/mmm/

Структуры типа NiAs длительное время считали типично металлическими, как и сам NiAs. На самом деле некоторые из веществ со структурой арсенида никеля оказались полупроводниками. Представляется вероятным, что вещества, кристаллизующиеся в этом типе, являются металлическими, если для их элементарных ячеек соотношение (c/a)<1,67, и полупроводниковыми, если (c/a)³1,67.

Слоистая решетка типа CdI₂.

Октаэдрически-треугольная координация, КЧ 6/3; атомы неметалла образуют плотную гексагональную упаковку: GeI₂, PbI₂, TiS₂, ZrS₂, TiSe₂, ZrSe₂, TiTe₂ (рис. 1.69 с).

Слоистая решетка типа сульфида молибдена MoS₂.

Призматически треугольная координация, КЧ 6/3, MoS₂, WS₂ рис.1.69 d.

Ближний и дальний порядок. Формы координационных многогранников. Дальний и ближний порядок в пространственной решетке идеального и реального кристалла.

Характеристика фаз с точки зрения ближнего и дальнего порядка.

Дальним порядком в пространственной решетке называется бесконечная совокупность кристаллографических точек, возникающая при действии трансляционной группы на кристаллографическую точку или элементарную ячейку. Структура NaCl является примером наличия дальнего порядка.

Под дальним порядком в идеальном кристалле понимаются не только терминальные установки, но и ее физическая сущность: распределение центров тяжести ядер и электронной плотности в периодическом поле кристалла, характер и прочность химических связей. Отсюда, кристаллической называется фаза, атомы которой образуют структуру с дальним порядком.

При характеристике дальнего порядка в реальных кристаллах всегда должны рассматриваться дефекты.

В стеклах и жидкостях существует только ближний порядок, ограничивающийся первой или второй координационными сферами.

В газообразных средах порядка вообще не наблюдается.

Под ближним порядком понимается понимается состав первой координационной сферы AB_n, где n – число соседей, входящих в состав координационной сферы, определяемое координационным числом, межатомные расстояния A – B, валентные углы B – A – B, конфигурацию и объем фигуры, образованной атомами, лежащими на координационной сфере, характер и прочность химических связей в ней.

На примере структуры NaCl можно описать координационные многогранники примером рис. 1.72. Принимая за источник равносторонней волны центральный ион Na⁺, можно сказать, что при ее распространении, первыми на ее пути встанут 6 ионов Cl^- в центрах граней элементарной ячейки (к.ч. 6), форма фигуры – октаэдр. Следующими во второй координационной сфере достигаются 12 ионов Na⁺ в центрах ребер многогранника (к.ч. 12), в третьей - 8 ионов Cl^-, располагающихся в вершинах куба (к.ч. 8), в 5 координационной сфере 24 атома Cl^-. Первая координационная сфера образуется ребрами решетки, вторая координационная сфера формируется диагоналями квадратов, лежащих в разных плоскостях от центрального иона Na⁺, третья координационная сфера формируется диагоналями 8 кубов от центрального иона Na⁺.

В конечном итоге образуется структура, состоящая из множества концентрических многогранников, образованными разноименными A^p+B^p-(где p – в общем случае - дробь).