1. 개념
결정구조에서는 원자나 이온이 주위의 서로 다른 부호의 원자나 이온과 일정한 방식으로 결합하는 것을 배위관계(coordination)라고 합니다. . (배위 관계에서) 가장 가까운 각 원자 또는 이온을 둘러싸는 반대 부호의 원자 또는 이온의 수를 원자 또는 이온의 배위수(CN으로 약칭)라고 합니다. 배위 관계에 있는 원자나 이온을 둘러싸는 서로 다른 부호의 원자나 이온의 중심선으로 형성된 기하학적 도형을 배위 다면체라고 합니다.
2. 조정 관계를 결정하는 내부 요인
동일한 크기의 공이 가장 가까이 모여 있는 경우, 각 공은 동일한 반경을 가진 12개의 주변 공과 인접해 있으며, 그 조정은 숫자는 12입니다. 이 12개 구의 중심을 연결하는 선으로 형성된 배위 다면체는 정육면체의 가장 가까운 채우기에 있는 육팔면체이고, 가장 가까운 육각형에 상단과 하단이 잘린 삼각 쌍뿔 다면체입니다. 금속 결정의 원자는 이러한 배위 형태를 갖습니다. 이온 결합 결정에서는 반경이 다른 음이온과 양이온이 서로 다른 구의 스택을 형성합니다. 이때, 서로 다른 부호를 갖는 이온들의 크기적응관계에 의해 서로 완전히 접촉되어야 안정된다. 음이온과 양이온 반경이 이러한 적응 관계를 따르지 않으면 구조가 더 이상 안정적이지 않고 배위수가 변경됩니다(그림 9-9). 그러므로 이온 결합 결정에 존재하는 음이온과 양이온의 상대적인 크기는 그들의 배위수를 결정하는 가장 기본적인 요소이다(표 9-1). 그림 9-10은 배위수의 함수로서 일부 공통 원소의 유효 이온 반경을 보여줍니다.
표 9-1 양이온/음이온 반경 비율 rc/ra에 의해 결정되는 양이온의 배위수와 배위 다면체
그림 9-9 양이온 배위 안정성 그림
p>(Pan Zhaolu et al., 1993에 따르면)
위의 단순한 기하학적 요인 외에도 분극으로 인한 이온 변형 및 이온 거리의 단축도 배위수를 감소시킬 수 있습니다. . 섬아연석(ZnS)의 Zn2가 6배가 아닌 4배위로 배위되는 것은 분극의 결과이다. *** 원자가 결합을 갖는 결정의 경우 배위수와 배위 다면체는 *** 원자가 결합의 방향성과 포화도에 따라 달라지며 원소의 원자 또는 이온의 반경 크기 및 비율과 직접적인 관계가 없습니다 (표 9-2).
3. 배위 관계에 영향을 미치는 외부 요인
동일 원소의 이온의 경우 온도, 압력, 매체 농도 등 다양한 외부 조건에서 형성되는 결정의 배위수 .차이점도 있습니다. 일반적으로 온도가 증가하면 양이온의 배위수가 감소하고, 압력이 증가하면 배위수가 증가합니다. 예를 들어, 마그마 내 알칼리 금속 농도의 증가는 규산알루미늄(Al3가 6배 배위됨)이 알루미노규산염(Al3가 4배 배위됨)으로 변환되는 데 도움이 됩니다. 환경 조건과 요소 조정 수 사이의 관계는 유전 광물학의 이론적 기초 중 하나입니다.
4. 배위다면체의 연결
결정구조에서는 중심원자 또는 양이온(음이온)이온의 배위다면체가 중심원자 또는 음이온(양이온)이온으로 연결되어 있다. , *** 각 상단(*** 1개의 원자 또는 이온 사용), *** 모서리(*** 2개의 원자 또는 이온 사용) 또는 *** 면(*** 3개 이상의 원자 또는 이온 사용) ion)은 3가지 방식으로 연결됩니다. 결정 구조는 배위 다면체들이 서로 연결되어 이루어진 계라고 볼 수 있는데, 예를 들어 루틸(TiO2)의 결정 구조는 [TiO6] 팔면체가 연결되어 Z축에 평행하게 뻗은 '사슬'이라고 볼 수 있다. , 평행하게 배열된 이러한 사슬은 각도 상단 방식으로 연결되어 조정 다면체 시스템을 형성합니다.
그림 9-10 유효 이온 반경과 일부 공통 원소의 배위수 사이의 기능적 관계
(W.D. Nesse에 따르면, 2000)
두꺼움 검은색 선은 4, 6, 8, 12개의 산소와 배위된 양이온의 크기 범위를 나타냅니다.
표 9-2 *** 원자가 결합을 갖는 일부 광물 결정에서 원자의 배위수와 배위 다면체