晶體化學(xué)§9—1原子和離子半徑在晶體結(jié)構(gòu)中，原子和離子的大小，特別是相對大小具有重要的幾何意義。原子和離子是由原子核和核外電子所組成的。它們能占據(jù)一定的空間（體積）。如果將這個空間視為球形的話，球的半徑應(yīng)為原子或離子的半徑。絕對半徑和有效半徑絕對半徑：按量子力學(xué)的觀點，選出一個人為的電子云界面，從而可以計算出各種原子或離子的半徑，此值稱為原子或離子的絕對半徑（理論半徑）。有效半徑：由實驗方法得到的原子或離子半徑稱為原子或離子的有效半徑。類型：共價半徑：同種元素的兩個原子以共價單鍵結(jié)合時，其核間距的一半稱為該原子的共價半徑。金屬半徑：金屬單質(zhì)晶格中，兩相鄰原子核間距離的一半稱為該原子的金屬半徑。范德華半徑：當(dāng)兩原子間未形成其他化學(xué)鍵而僅存在范德華作用時，相鄰兩原子核間距的一半稱為范德華半徑。規(guī)律對于同種元素的原子半徑而言，共價半徑總小于金屬半徑和范德華半徑，且范德華半徑存在較大的可能變化的范圍。對于同種元素的離子半徑而言，陽離子半徑小于原子半徑，陰離子半徑大于原子半徑。同一周期的元素中，在周期表的水平方向上，原子和離子半徑隨原子序數(shù)的增大而減小。同一族元素，即周期表垂直方向上，原子、離子半徑隨元素周期表的增大而增大。從周期表的左上方到右下方的對角線方向上，原子和離子的半徑相近。鑭系和錒系元素中，其原子和離子半徑在總的趨勢上，隨原子序數(shù)的增加而逐漸縮小，這種現(xiàn)象稱為鑭系、錒系收縮。同種元素，電價相同的情況下，原子和離子半徑隨配位數(shù)的增高而增大。同種元素，電價相同的情況下，原子和離子半徑隨配位數(shù)的增高而增大。過渡元素離子半徑的變化趨勢較為復(fù)雜，有其獨特的規(guī)律性，運用晶體場理論可給予較圓滿的解釋?！?—2緊密堆積原理

晶體結(jié)構(gòu)可視為由各種大小的質(zhì)點即視為大小不等大球形原子、離子呈緊密堆砌的一種體系。在晶體結(jié)構(gòu)中，質(zhì)點之間趨向于盡可能的相互靠近以占有最小空間；使彼此間的作用力達到平衡狀態(tài)，以達到內(nèi)能最小，使晶體處于最穩(wěn)定狀態(tài)。

由于在離子晶格和金屬晶格中化學(xué)鍵－離子鍵、金屬鍵的無方向性和飽和性，而且內(nèi)部質(zhì)點－原子或離子可視為具有一定體積的球體。因此，從幾何學(xué)的角度來看，金屬原子或離子之間的相互結(jié)合，可視為球體的緊密堆積，從而可用球體的緊密堆積原理對其進行分析。

1、等大球體的最緊密堆積等大球體在一個平面內(nèi)的最緊密堆積只有一種方式。此時每個球體周圍有六個球圍繞，并在球體之間形成兩套數(shù)目相等、指向相反的弧線三角形空隙，兩種空隙相間分布。堆積第二層只有一種方式：第二層球體堆積于第一層空隙之上。第三層堆積有兩種方式：第一種方式：第三層球的位置重復(fù)第一層球的位置；第二種方式：第三層球堆積在既不重復(fù)第一層也不重復(fù)第二層球的位置上。(動畫見下）[圖1-35密排六方結(jié)構(gòu)晶胞][圖1-40面心立方結(jié)構(gòu)密排面的堆垛方式]由上述規(guī)律可知，若使第四層球置于第二層球重復(fù)的位置上，即按ABABAB……或ACACAC……等兩層重復(fù)一次的規(guī)律重復(fù)堆積，此時球體在空間的分布恰好與空間格子中的六方格子一致，故這種方式的堆積稱為六方最緊密堆積（HCP）。若按照ABCABCABC……或ACBACBACB……等三層重復(fù)一次的規(guī)律堆積，則球體在空間的分布與空間格子中的立方面心格子一致。此種堆積方式稱為立方最緊密堆積（CCP）。六方最緊密堆積和立方最緊密堆積這兩種堆積方式是最常見的最緊密堆積方式。當(dāng)然還有四層重復(fù)一次、五層重復(fù)一次等，但球只能占據(jù)A、B、C三種位置，因此，用A、B、C三個字母的組合可以表示任何最緊密堆積層的重復(fù)規(guī)律。任何多層堆積均可視為六方最緊密堆積和立方最緊密堆積的組合2、兩種空隙在等大球最緊密堆積中，球體之間仍有空隙，空隙占整個空間的25.95%。四面體空隙：由四個球圍成的八面體空隙：由六個球圍成的四面體空隙和八面體空隙的數(shù)目與球體的數(shù)目之間的關(guān)系（如圖）兩種緊密堆積方式中，每個球體周圍有6個八面體空隙和8個四面體空隙。平均1個球有1個八面體空隙，2個四面體空隙

n個球有n個八面體空隙，2n個四面體空隙注意：最緊密堆積適用于金屬晶格和離子晶格共價鍵有方向性和飽和性，其組成原子不能作最緊密堆積某些金屬晶格和離子晶格中也可不呈最緊密堆積?！?—3配位數(shù)和配位多面體1、概念：配位數(shù)——每個原子或離子周圍與之最為鄰近（呈配位關(guān)系）的原子或異號離子的數(shù)目稱為該原子或離子的配位數(shù)。記為C.N.。配位多面體——以任一原子或離子為中心，將其周圍與之呈配位關(guān)系的原子或離子的中心聯(lián)線所形成的幾何圖形稱為配位多面體。

2、各種晶體與配位數(shù)的關(guān)系等大球體的最緊密堆積：配位數(shù)12非等大球體的堆積：離子的配位數(shù)取決于離子的相對大小。表列出了陽離子半徑和陰離子半徑的比值與相應(yīng)的陽離子的配位數(shù)。共價鍵晶體的配位數(shù)與配位形式取決于共價鍵的方向性和飽和性，而與元素的原子或離子的半徑大小及其比值無直接關(guān)系。同一元素的離子，在不同的外界條件（溫度、壓力、介質(zhì)條件等）下形成的晶體也可具有不同的配位數(shù)。溫度增高，陽離子配位數(shù)減小，壓力增大，配位數(shù)增高。3、晶體結(jié)構(gòu)中一些配位多面體的形態(tài)實際晶體結(jié)構(gòu)中所出現(xiàn)的配位數(shù)和配位多面體可有更多的類型。圖中列出了實際晶體中的配位多面體。從圖中可看出一些配位多面體具相同的配位數(shù)，但幾何形態(tài)卻完全不同。晶體結(jié)構(gòu)可視為由配位多面體相互聯(lián)結(jié)而成的體系。配位多面體的聯(lián)結(jié)方式有共角頂（共用一個原子或離子）、共棱（共用兩個原子或離子）、共面（共用三個以上的原子或離子）等三種。例如：金紅石（TiO2）的晶體結(jié)構(gòu)可視為由[TiO6]八面體以共棱方式聯(lián)結(jié)成平行Z軸延伸的鏈，而這些同一方向平信排列的鏈再以共角頂方式聯(lián)結(jié)而成的一種配位多面體體系。圖9－1金紅石（TiO2）的晶體結(jié)構(gòu)§9—4鍵型和晶格類型具有不同的化學(xué)鍵類型的晶體其結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)存在較大的差異。因此可以根據(jù)晶體中化學(xué)鍵的類型而將晶體結(jié)構(gòu)劃分為不同的晶格類型。主要晶格類型離子晶格原子晶格金屬晶格分子晶格離子晶格化學(xué)鍵：離子鍵作用特點：靜電作用力。不具方向性、飽和性能形成最緊密堆積，具較高的配位數(shù)晶體的物理性質(zhì)：不良導(dǎo)體折射率及反射率均低，透明或半透明，非金屬光澤，但熔化后可以導(dǎo)電；晶體的膨脹系數(shù)較??；機械穩(wěn)定性、硬度和熔點有很大的變動范圍。舉例：氯化鈉(NaCl)、氯化銫(CsCl)黃球表示鈉離子(Na+)綠球表示氯離子(Cl-)在氯化鈉晶體中，鈉離子與氯離子通過離子鍵相結(jié)合每個鈉離子與和它緊鄰的6個氯離子相連每個氯離子與和它緊鄰的6個鈉離子相連鈉離子和氯離子在三維空間上交替出現(xiàn)，并延長形成氯化鈉晶體。氯化鈉晶體中沒有氯化鈉分子，NaCl只是代表氯化鈉晶體中鈉離子的個數(shù)和氯離子的個數(shù)為1:1氯化鈉(NaCl)氯化銫(CsCl)結(jié)構(gòu)特點：綠球表示鈉離子(Cs+)黃球表示氯離子(Cl-)在氯化銫晶體中，銫離子與氯離子通過離子鍵相結(jié)合每個銫離子與和它緊鄰的8個氯離子相連每個氯離子與和它緊鄰的8個銫離子相連銫離子和氯離子在三維空間上交替出現(xiàn)，并延長形成氯化銫晶體。氯化銫晶體中沒有氯化銫分子，CsCl只是代表氯化鈉晶體中銫離子的個數(shù)和氯離子的個數(shù)為1:1鮑林法則（Pauling`srules）

1928年，鮑林在總結(jié)大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，歸納和推引了關(guān)于離子晶格的五條規(guī)則。這些規(guī)則在晶體化學(xué)中具有重要的指導(dǎo)意義，人們稱這些規(guī)則為鮑林法則。具體內(nèi)容在陽離子的周圍形成一個陰離子的配位多面體。陰陽離子間的距離取決于它們的半徑之和，而配位數(shù)取決于它們的半徑之比。在一個穩(wěn)定的離子晶格中，每一陰離子的電價等于或近乎等于與其相鄰的陽離子至該陰離子的各靜電鍵強度的總和。在晶體結(jié)構(gòu)中，當(dāng)配位多面體共棱、特別是共面時，會降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于高電價、低配位數(shù)的陽離子來說，這個效應(yīng)尤為明顯。在含有多種陽離子的晶體結(jié)構(gòu)中，電價高，配位數(shù)低的陽離子傾向于相互不共用其配位多面體的幾何要素。在晶體結(jié)構(gòu)中，本質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)組元的種數(shù)，傾向于最小限度。原子晶格化學(xué)鍵：共價鍵作用特點：共用電子對。具有方向性、飽和性非最緊密堆積，配位數(shù)低晶體的物理性質(zhì)：較高的硬度和熔點，絕緣體，透明－半透明，玻璃－金剛光澤舉例：金剛石（C）金剛石（C）結(jié)構(gòu)特點：每個黃球表示一個碳原子(C)

在金剛石晶體中，所有碳原子以非極性共價鍵相結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)每個碳原子與和它緊鄰的4個碳原子相連，鍵角109°28`;由碳原子組成的最小環(huán)為六元環(huán)，且六個碳原子不在一個平面內(nèi)。金屬晶格化學(xué)鍵：金屬鍵作用特點：價電子“公有化”。不具方向性和飽和性，常作最緊密堆積，具有較高的配位數(shù)。晶體的物理性質(zhì)：良導(dǎo)體，不透明，高反射率，金屬光澤，具有高的密度和延展性，硬度較低。金屬結(jié)構(gòu)特點：每個小球表示一個金屬原子(或金屬離子)

在金屬晶體中含有金屬陽離子與自由電子自由電子可以在金屬原子的縫隙間自由移動，它們不屬于任何一個原子金屬原子總是以緊密堆積的形式結(jié)合在一起分子晶格化學(xué)鍵：分子鍵（范德華鍵）作用特點：范德華作用力（取向力、誘導(dǎo)力、色散力）。分子鍵無方向性和飽和性可作最緊密堆積晶體的物理性質(zhì)：熔點低，可壓縮性大，熱膨脹率大，導(dǎo)熱率小，硬度低。電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)變化范圍很大，但大多數(shù)透明而不導(dǎo)電。舉例：干冰（CO2）干冰（CO2）結(jié)構(gòu)特點：每個黃球表示一個碳原子(C)

每個紫球表示一個氧原子(O)在干冰晶體中，二氧化碳分子之間以分子間作用力相連。

每個二氧化碳分子與和它緊鄰的12個二氧化碳分子相連。其他晶格類型：氫鍵型晶格過渡型鍵單鍵和多鍵型晶格氫鍵型晶格化學(xué)鍵：氫鍵作用：電負性大、半徑小的原子結(jié)合力（O、N、F等）特點：不可單獨存在，具有方向性、飽和性非最緊密堆積，配位數(shù)低晶體的物理性質(zhì)：低密度、低熔點分子間生成氫鍵：物質(zhì)的熔點、沸點表面張力等增高分子內(nèi)生成氫鍵：物質(zhì)的熔點、沸點降低過渡型鍵某些晶體結(jié)構(gòu)中，化學(xué)鍵的表現(xiàn)形式處于離子鍵－共價鍵之間、共價鍵－金屬鍵之間等過渡狀態(tài)。這類化學(xué)鍵稱為中間型或過渡型鍵。在絕大多數(shù)實際晶體中，都不存在純粹的、典型的一種鍵型，而是在不同程度上存在著鍵型的過渡現(xiàn)象。單鍵和多鍵型晶格單鍵型晶格：在晶體中只有單一鍵型的晶體結(jié)構(gòu)稱為單鍵型晶格。如金剛石中僅存在共價鍵，為典型的原子晶格。存在過渡型鍵的晶體也屬于單鍵型晶格。多鍵型晶格：能明確劃分出包含兩種、兩種以上的化學(xué)鍵而形成多鍵型晶格。如：方解石晶體結(jié)構(gòu)中，Ca2＋和[CO3]2－間以離子鍵結(jié)合，[CO3]2－中的C－O間以共價鍵為主，故方解石屬于多鍵型晶格。§9—5晶體場理論過渡元素在晶格中的結(jié)合規(guī)律顯示出它明顯的特殊性，近年來，應(yīng)用晶體場理論對這些元素（特別是第六周期的過渡元素Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni等）的晶體化學(xué)特征，成功地進行了一些解釋。但在此不贅述，有興趣者查閱相關(guān)資料?！?—6晶體結(jié)構(gòu)類型及典型結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)類型

在晶體化學(xué)分類中，一般常根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)中最強化學(xué)鍵在空間的分布和原子或配位多面體聯(lián)結(jié)的形式，將晶體結(jié)構(gòu)分為如下的幾種類型：配位型架狀型島狀型鏈狀型層狀型配位型晶格中只有一種化學(xué)鍵的存在，它可以是離子鍵、共價鍵或金屬鍵。鍵在三度空間做均勻分布。配位多面體以共面、共棱或共角頂聯(lián)結(jié)，同一角頂所聯(lián)結(jié)的配位多面體不少于三個。如：金剛石的結(jié)構(gòu)架狀型最強鍵也在三度空間作均勻分布。但配位多面體主要是共角頂，同一角頂聯(lián)結(jié)的配位多面體不超過兩個，這是是結(jié)構(gòu)開闊的一個原因。如：a－石英（SiO2）的結(jié)構(gòu)島狀型結(jié)構(gòu)中存在著原子團（島），在團內(nèi)聯(lián)結(jié)的鍵遠大于團外的聯(lián)結(jié)。如：橄欖石(Mg，F(xiàn)e)2[SiO4]的結(jié)構(gòu)鏈狀型最強的鍵趨于單向分布，原子或配位多面體聯(lián)結(jié)成鏈狀，鏈間以弱鍵或數(shù)量較少的強鍵相聯(lián)結(jié)。如：輝石(Mg，F(xiàn)e)2[Si2O6]、金紅石TiO2的結(jié)構(gòu)金紅石（TiO2）的晶體結(jié)構(gòu)輝石(Mg，F(xiàn)e)2[Si2O6]的晶體結(jié)構(gòu)層狀型最強的鍵沿兩度空間分布，原子或配位多面體聯(lián)結(jié)成鏈平面網(wǎng)層。層間以分子鍵或其他弱鍵相聯(lián)結(jié)。如：石墨（C）的結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)不同晶體的結(jié)構(gòu)，若其對應(yīng)質(zhì)點的排列方式相同，我們稱它的結(jié)構(gòu)是等型的。結(jié)構(gòu)型常以某一種晶體為代表而命名，這些作為代表的晶體結(jié)構(gòu)稱為典型結(jié)構(gòu)。還有一些結(jié)構(gòu)和某典型結(jié)構(gòu)在幾何特征上存在相似之處，只需稍加必需的補充說明，這些晶體結(jié)構(gòu)可視為某些典型結(jié)構(gòu)的所謂衍生結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)的描述方法（1）晶系，（2）對稱類型（宏觀的、微觀的），（3）組成部分及鍵型，（4）配位數(shù)，（5）一個晶胞中的結(jié)構(gòu)離子數(shù)目及位置，（6）晶體結(jié)構(gòu)類型。TiO2型（金紅石）：

（1）四方晶系

（2）4/mmm；P4/mnm

（3）Ti4+，O2－，離子鍵

（4）配位數(shù)6：3

（5）原子坐標(biāo)是：2Ti4+:000；1/21/21/2；

4O2－:uu0；1-u1-u0；

(1/2)+u，(1/2)-u，1/2；

(1/2)-u，(1/2)+u，1/2。（u=0.31）（6）鏈狀型?！?—7類質(zhì)同像前面我們探討了一定的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，本節(jié)將進一步闡述當(dāng)化學(xué)成分發(fā)生規(guī)律變化時的情況。類質(zhì)同像的概念：晶體結(jié)構(gòu)中某種質(zhì)點（原子、離子或分子）為它種類似的質(zhì)點所替代，僅使晶體常數(shù)發(fā)生不大的變化，而結(jié)構(gòu)型式并不改變，這種現(xiàn)象稱為類質(zhì)同像。例如：菱鎂礦和菱鐵礦之間，由于鎂和鐵可以互相代替，可以形成各種Mg、Fe含量不同的類質(zhì)同像混合物（混晶）。從而構(gòu)成一個Mg、Fe成各種比值得連續(xù)的類質(zhì)同像系列：

Mg[CO3]-(Mg,Fe)[CO3]-(Fe,Mg)[CO3]-Fe[CO3]

菱鎂礦-含鐵的菱鎂礦－含鎂的菱鐵礦－菱鐵礦類質(zhì)同像混合物是一種固溶體。所謂固溶體是指在固態(tài)條件下，一種組分溶于另一種組分之中而形成的均勻的固體。它可以通過質(zhì)點的代替而形成“代替固溶體”；也可以通過某種質(zhì)點侵入它種質(zhì)點的晶格空隙而形成“侵入固溶體”。類質(zhì)同像是指質(zhì)點的相互代替，它不能與兩種晶體具有相同的晶形或兩種晶體具有等同的結(jié)構(gòu)型式（等型結(jié)構(gòu)）相混淆，在后兩種情況下，并不一定存在類質(zhì)同像的代替關(guān)系。幾個相關(guān)概念完全類質(zhì)同像：在類質(zhì)同像中，若A、B兩種質(zhì)點可以任意比例相互取代，則稱為完全的類質(zhì)同像。它們可以形成一個連續(xù)的類質(zhì)同像系列。不完全類質(zhì)同像：在類質(zhì)同像中，若A、B兩種質(zhì)點相互替代局限在一個有限的范圍內(nèi)，則稱為不完全的類質(zhì)同像。它們不能形成連續(xù)的系列。等價的類質(zhì)同像：在類質(zhì)同像中，若相互取代的質(zhì)點的電價相同，稱為等價的類質(zhì)同像。異價的類質(zhì)同像：在類質(zhì)同像中，若相互取代的質(zhì)點的電價不相同，稱為異價的類質(zhì)同像。形成類質(zhì)同像的條件形成類質(zhì)同像替代一方面取決于代替質(zhì)點本身的性質(zhì)，另一方面取決于外部條件。具體條件如下：原子和離子半徑總電價平衡離子類型和化學(xué)鍵溫度壓力組分濃度原子和離子半徑相互取代的原子或離子，其半徑應(yīng)當(dāng)相近。電價和離子類型相同的情況下，離子在晶體結(jié)構(gòu)中的類質(zhì)同像代替能力隨著半徑差別的增大而減小。

（r1-r2）/r2<10-15%形成完全的類質(zhì)同像替代；

10%<（r1-r2）/r2<20-25%高溫下形成完全類質(zhì)同像，溫度下降時，固溶體發(fā)生離溶；（r1-r2）/r2>25-40%高溫下只能形成不完全類質(zhì)同像，低溫下不能形成類質(zhì)同像。電價不同（異價類質(zhì)同像）情況下，類質(zhì)同像代替能力主要取決于電荷的平衡，離子半徑的大小退居次要地位。離子對角線法則：在元素周期表中，從左上方到右下方的對角線方向，離子半徑相近；一般右下方的高價離子易代替其左上方的低價離子，從而形成離子對角線法則?？傠妰r平衡類質(zhì)同像的代替中，必須保持總電價的平衡。在使總電價平衡的前提下，類質(zhì)同像的代替可以有不同的方式。簡單的代替：Mg[CO3]-Fe[CO3]中的Mg2＋和Fe2＋的替代。成對的代替：可以是異價陽離子之間成對的代替，也可以異價陽、陰離子相配合成對的代替。不等量的代替：可以是以較少的高價陽離子代替較多的低價陽離子，也可以是較多的低價陽離子代替較少的高價陽離子。離子類型和化學(xué)鍵離子類型：惰性氣體型離子：鹵化物、氧化物和含氧鹽銅型離子：硫化物過渡型離子：Mn、Fe、Co、Ni……

離子類型不同，化學(xué)鍵不同，則它們之間的類質(zhì)同像代替就不易實現(xiàn)。如六次配位的Ca2＋和Hg2+半徑分別為0.100nm和0.102nm,電價相同，半徑相近，但由于離子類型不同，所以它們之間一般不出現(xiàn)類質(zhì)同像替代。溫度溫度增高有利于類質(zhì)同像的產(chǎn)生，而溫度降低則將限制類質(zhì)同像的范圍并促使離溶。如:高溫下堿性長石中的K、Na可以相互成類質(zhì)同像替代形成(K,Na)[AlSi3O8]或(Na,K)[AlSi3O8],溫度降低則發(fā)生離溶形成鉀長石K[AlSi3O8]和鈉長石Na[AlSi3O8]兩物相組成的條紋長石。低溫形成的礦物成分比較純凈壓力一般來說，壓力的增大將限制類質(zhì)同像代替的范圍并促使其離溶。但這一問題尚待進一步研究。組分濃度每種礦物晶體的組成組分有一定的量比。當(dāng)某種組分不足時，則有與之類似的組分以類質(zhì)同像的方式混入晶格加以補償。類質(zhì)同像的分解及研究意義類質(zhì)同像的分解：溫度的下降和壓力的增大可以促使類質(zhì)同像的分解而產(chǎn)生離溶。被分離出來的晶體常受到晶體結(jié)構(gòu)的控制而在主晶體中成定向排列。如：月光石

意義礦物提純尋找稀有礦產(chǎn)：伴生、共生組合了解成礦條件寶石的顏色和特殊光學(xué)效應(yīng)等物理性質(zhì)的研究§9—8型變（晶變）現(xiàn)象

類質(zhì)同像的代替，只引起晶格常數(shù)不大的變化，而晶體結(jié)構(gòu)并不破壞。但類質(zhì)同像只能在一定的條件下產(chǎn)生，超越這些條件的范圍將引起晶體結(jié)構(gòu)的改變（型變）而形成具有另一種結(jié)構(gòu)型式的物質(zhì)。型變：概念：在化學(xué)式屬同一類型的化合物中，隨著化學(xué)成分的規(guī)律變化，而引起晶體結(jié)構(gòu)型式的明顯而有規(guī)律的變化的現(xiàn)象稱為型變。舉例：以二價金屬的無水碳酸鹽礦物為例。離子半徑小于1的二價陽離子Mg2＋、Co2＋、Zn2＋、Fe2＋和Mn2＋分別形成方解石族的菱鎂礦、菱鈷礦、菱鋅礦、菱鐵礦和菱錳礦，它們都具有屬于三方晶系的方解石型（配位數(shù)為6）結(jié)構(gòu)，隨著陽離子半徑的改變，它們所形成的晶體的菱面體{10ī1}的面角稍有變化。但離子半徑大于1的二價陽離子Sr2＋、Ba2＋、Pb2＋則分別形成屬于斜方晶系的文石型結(jié)構(gòu)（配位數(shù)為9)，隨著離子半徑的改變，它們形成的晶體的斜方柱面角也稍有變化。而離子半徑近于1的二價陽離子Ca2＋則在不同的條件下，分別形成三方晶系的方解石和斜方晶系的文石。產(chǎn)生原因晶體結(jié)構(gòu)單位的半徑和極化性質(zhì)的巨大差別是引起型變的主要原因。意義類質(zhì)同像和型變現(xiàn)象體現(xiàn)了事物由量變到質(zhì)變的規(guī)律。型變現(xiàn)象的研究有助于我們闡明許多晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并把它們系統(tǒng)化起來。§9—9同質(zhì)多像

同質(zhì)多像：同種化學(xué)成分的物質(zhì)，在不同的物理化學(xué)條件（溫度、壓力、介質(zhì)）下，形成不同結(jié)構(gòu)的晶體的現(xiàn)象，稱為同質(zhì)多像。不同結(jié)構(gòu)的晶體稱為該成分的同質(zhì)多像變體。如：金剛石和石墨就是碳（C）的兩個同質(zhì)多像變體，它們的晶體結(jié)構(gòu)（如圖）：在石墨晶體中，碳原子是分層排布的在層內(nèi)：所有碳原子以非極性共價鍵相結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)每個碳原子與和它緊鄰的3個碳原子相連，鍵角120°由碳原子組成的最小環(huán)為平面六元環(huán)層與層之間為分子間作用力(范德華力)

在金剛石晶體中，所有碳原子以非極性共價鍵相結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)每個碳原子與和它緊鄰的4個碳原子相連，鍵角109°28`;由碳原子組成的最小環(huán)為六元環(huán)，且六個碳原子不在一個平面內(nèi)同質(zhì)多像變體的命名同質(zhì)多像的每一種變體都有它一定的熱力學(xué)穩(wěn)定范圍，都各自具備自己特有的形態(tài)和物理性質(zhì)。因此，在礦物學(xué)中它們都是獨立的礦物種。同質(zhì)多像變體的命名：根據(jù)它們的形成溫度從低到高在其名稱或成分之前冠以a-,b-,g-等希臘字母，以資區(qū)別。如：a-石英、b-石英等。同質(zhì)多像的轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變的影響因素：溫度壓力介質(zhì)溫度：同質(zhì)多像變體間的轉(zhuǎn)變溫度在一定壓力下是固定的，但轉(zhuǎn)變的速度隨著溫度的下降而急劇降低。溫度增高，同質(zhì)多像向配位數(shù)減少、比重降低的變體方向轉(zhuǎn)變。對于同一物質(zhì)而言高溫變體的對稱程度較高。a-石英

b-石英573°C壓力：壓力增高，同質(zhì)多像向配位數(shù)增多，比重增高的變體方向轉(zhuǎn)變。壓力增高，轉(zhuǎn)變溫度增高。（見表）壓力（105pa）1250125025003000500075009000相當(dāng)于地下深度（km）0151012203036a-石英

b-石英轉(zhuǎn)變溫度（℃）573.0580.3601.6626.2644.0681.5734.5832.0表9－1不同壓力（相當(dāng)于地下不同深度）下a-石英

b-石英轉(zhuǎn)變溫度介質(zhì)：介質(zhì)的成分、雜質(zhì)以及酸堿度等對同質(zhì)多像變體的形成也會產(chǎn)生影響。如：FeS2在相同的溫度和壓力下，在堿性介質(zhì)中生成黃鐵礦（等軸）；在酸性介質(zhì)下生成白鐵礦（斜方）雜質(zhì)的存在可以影響同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變溫度。如：閃鋅礦與纖維鋅礦，當(dāng)成分中含F(xiàn)e達17％時，同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變溫度可降至880oC轉(zhuǎn)變類型可逆的（雙向）和不可逆（單向）的轉(zhuǎn)變?nèi)纾嚎赡妫篴-石英

b-石英573°C