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二水石膏的晶体结构和特征

时间:2014-05-19 10:05:13

编辑:世邦机器

晶体结构(Crystal structure)是分子、原子层次上的结构。它是结晶物质内部的微粒(离子、原子或分子)排列的格子构造,简称晶格(Crystal lattice)。组成晶格的基本单位叫晶胞(Cell),形状呈六面体,它是按一定原则选取出来的较小结构单位,因此它能充分反映整个晶体结构的特征。一个晶体结构的特征表现在三个方面:一是晶胞的形状和大小;二是晶胞内原子的种类、数量和位置;三是各原子间的结合力一键型和键能。像前面先容的五种独立的石膏相,其晶体结构各具特色,各有各的特征。它既是分析鉴定的依据,又是决定各相特性的根本因素,如密度、溶解性质、光学性质、电学性质、热学性质和力学性质等都与晶体结构的特征有关,因此研究和了解石膏各相的晶体结构是十分必要的。

二水石膏在自然界中十分稳定,蕴藏量很大,石膏生产线极易获得粗大而纯净的单晶体,所以二水石膏晶体结构的研究起步较早,自1929年研究以来,有许多学者运用X射线结构分析、中子衍射分析等方法已十分精确地测定出二水石膏的晶系、空间群、晶胞参数以及晶胞内部各个原子的间距和键角。

二水石膏的晶体结构是由Ca2+和SO42-离子结合成垂直于strong轴方向而平行于(010)面的双层和水分子层交替排列形成的一种层状格子构造。离子结合层的内部是由正、负离子相互作用而产生的结合力;石膏粉设备水分子层的内部是由偶极子与偶极子的相互作用而产生的结合力;离子结合层与水分子层之间则是由离子与偶极子的相互作用而产生的结合力。硫与周围的四个氧原子结合成络阴离子、硫酸根离子,呈四面体形。Ca2+的配位数为8,与相邻的四个硫酸根离子中的6个氧原子和2个水分子中的氧原子相联结。因此,钙离子和硫酸根离子之间的结合远较同水分子结合要牢固得多。这便是石膏具有{010}极完全解理和加热二水石膏时水分子较易沿C轴方向从晶格中脱出的根本原因。

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