二水石膏的晶體結(jié)構(gòu)和特征

時間：2014-05-19 10:05:13

作者：世邦機器

晶體結(jié)構(gòu)(Crystal structure)是分子、原子層次上的結(jié)構(gòu)。它是結(jié)晶物質(zhì)內(nèi)部的微粒(離子、原子或分子)排列的格子構(gòu)造，簡稱晶格(Crystal lattice)。組成晶格的基本單位叫晶胞(Cell)，形狀呈六面體，它是按一定原則選取出來的較小結(jié)構(gòu)單位，因此它能充分反映整個晶體結(jié)構(gòu)的特征。一個晶體結(jié)構(gòu)的特征表現(xiàn)在三個方面：一是晶胞的形狀和大??；二是晶胞內(nèi)原子的種類、數(shù)量和位置；三是各原子間的結(jié)合力一鍵型和鍵能。像前面介紹的五種獨立的石膏相，其晶體結(jié)構(gòu)各具特色，各有各的特征。它既是分析鑒定的依據(jù)，又是決定各相特性的根本因素，如密度、溶解性質(zhì)、光學性質(zhì)、電學性質(zhì)、熱學性質(zhì)和力學性質(zhì)等都與晶體結(jié)構(gòu)的特征有關(guān)，因此研究和了解石膏各相的晶體結(jié)構(gòu)是十分必要的。

二水石膏在自然界中十分穩(wěn)定，蘊藏量很大，石膏生產(chǎn)線極易獲得粗大而純凈的單晶體，所以二水石膏晶體結(jié)構(gòu)的研究起步較早，自1929年研究以來，有許多學者運用X射線結(jié)構(gòu)分析、中子衍射分析等方法已十分精確地測定出二水石膏的晶系、空間群、晶胞參數(shù)以及晶胞內(nèi)部各個原子的間距和鍵角。

二水石膏的晶體結(jié)構(gòu)是由Ca2+和SO42-離子結(jié)合成垂直于strong軸方向而平行于(010)面的雙層和水分子層交替排列形成的一種層狀格子構(gòu)造。離子結(jié)合層的內(nèi)部是由正、負離子相互作用而產(chǎn)生的結(jié)合力；石膏粉設備水分子層的內(nèi)部是由偶極子與偶極子的相互作用而產(chǎn)生的結(jié)合力；離子結(jié)合層與水分子層之間則是由離子與偶極子的相互作用而產(chǎn)生的結(jié)合力。硫與周圍的四個氧原子結(jié)合成絡陰離子、硫酸根離子，呈四面體形。Ca2+的配位數(shù)為8，與相鄰的四個硫酸根離子中的6個氧原子和2個水分子中的氧原子相聯(lián)結(jié)。因此，鈣離子和硫酸根離子之間的結(jié)合遠較同水分子結(jié)合要牢固得多。這便是石膏具有{010}極完全解理和加熱二水石膏時水分子較易沿C軸方向從晶格中脫出的根本原因。