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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 晶体 » 基础理论 » 讨论下晶格离子取代问题
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tonylc

木虫 (小有名气)

[交流] 讨论下晶格离子取代问题

在进行离子取代时，离子进入晶格是配位优先还是离子半径近似优先呢？以稀土元素La3+取代钙钛矿结构BaTiO3的A、B位为例，La3+离子12配位时半径为1.36，6配位时离子半径为1.032，Ba2+离子12配位时半径为1.61，Ti4+离子6配位时的半径为0.605。那么很显然La3+离子在12配位时很容易进入A位，但是6配位时呢，是进B位还是A位呢，容差公式能告诉我们些什么？对于某些只有6配位没有12配位的稀土离子来说它可不可能进入A位？
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1楼 2012-01-31 10:15:32
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westyouday

铁杆木虫 (正式写手)
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lichun1210(金币+2): 感谢回帖交流 2012-01-31 15:09:04
如果是取代式固溶的话，应该考虑的因素主要有离子半径，离子价，晶格，和电负性，有的书还有讲还需要考虑场强。从离子半径看，应该是相同配位相同价态情况下，要进入离子的半径，应在基质离子半径的15%以内（正负15%，当然这个是经验条件，不是定律）；对于配位数来讲，如果只有6配位，没有12配位的离子，想进入12配位的晶格，不是不行，只是形成固溶的难度较大；具体情况要具体分析，是否真正进入，还是要靠实验来证实。
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tonylc
2楼2012-01-31 15:08:15
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wormma

木虫 (正式写手)
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lichun1210(金币+1): 感谢回帖交流 2012-02-01 12:03:50
个人的看法，应该是在尽可能不改变配位的情况下，离子半径越接近，替代越容易。因为配位的改变意味着相变，这个比等结构替代难。
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tonylc
3楼2012-01-31 22:46:51
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普通回帖

tonylc

木虫 (小有名气)
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楼: Originally posted by westyouday at 2012-01-31 15:08:15:
如果是取代式固溶的话，应该考虑的因素主要有离子半径，离子价，晶格，和电负性，有的书还有讲还需要考虑场强。从离子半径看，应该是相同配位相同价态情况下，要进入离子的半径，应在基质离子半径的15%以内（正负 ...

的确，前两天看了一篇文章就是根据容差公式计算了不同稀土离子取代BaTiO3 AB位的可能性，但是对于只有6配位的稀土离子来说，他依然可以进入A位，但是我跟作者交流后得知他们是把6配位的离子stretch之后按照12配位进行计算得出结果的，不知道这种方法是否科学？
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4楼2012-02-01 11:49:26
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tonylc

木虫 (小有名气)
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楼: Originally posted by wormma at 2012-01-31 22:46:51:
个人的看法，应该是在尽可能不改变配位的情况下，离子半径越接近，替代越容易。因为配位的改变意味着相变，这个比等结构替代难。

离子半径相似，配位数相同的情况是没有什么疑问的。问题就在于如果离子半径相同但是配位数不同怎么办，实验可以来验证，那有没有理论支撑呢？
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5楼2012-02-01 11:51:01
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westyouday

铁杆木虫 (正式写手)
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linhua0402313: 金币+1, 感谢参与应助，希望能够帮到楼主 2012-06-09 08:23:11
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5楼: Originally posted by tonylc at 2012-02-01 11:51:01:
离子半径相似，配位数相同的情况是没有什么疑问的。问题就在于如果离子半径相同但是配位数不同怎么办，实验可以来验证，那有没有理论支撑呢？

比较离子半径，是以配位数相同为前提的；如果配位数不同，离子半径相同，这就意味着，相同配位数情况下，离子半径差别较大，很可能不符合离子半径相似；因此这种情况下产生取代式固溶的可能性比较低。但是，没有办法完全确定无法发生取代式固溶，所以需要实验验证。在没有实验证据的情况下，只能说发生固溶的难度较大，可能性较低。

[ Last edited by westyouday on 2012-2-1 at 18:36 ]
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6楼2012-02-01 18:33:47
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迷迭香千里

木虫 (小有名气)
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6楼: Originally posted by westyouday at 2012-02-01 18:33:47
比较离子半径，是以配位数相同为前提的；如果配位数不同，离子半径相同，这就意味着，相同配位数情况下，离子半径差别较大，很可能不符合离子半径相似；因此这种情况下产生取代式固溶的可能性比较低。但是，没 ...

您好，我用小离子半径的离子取代大离子半径的离子，但配位数不同，实验中发生了取代固溶，晶胞参数a、c变大，b不变，晶胞体积变大，请问应该怎么解释呢？
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7楼2012-06-08 16:22:09
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westyouday

铁杆木虫 (正式写手)
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7楼: Originally posted by 迷迭香千里 at 2012-06-08 16:22:09
您好，我用小离子半径的离子取代大离子半径的离子，但配位数不同，实验中发生了取代固溶，晶胞参数a、c变大，b不变，晶胞体积变大，请问应该怎么解释呢？...

配位数是以基体晶格的配位数来算，然后查相同配位数的离子半径，比较大小；您所说的“晶胞参数a、c变大，b不变，晶胞体积变大”是精修过的结果吧？
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8楼2012-06-09 01:24:06
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迷迭香千里

木虫 (小有名气)
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huangjr: 金币+1, 感谢热心回帖~ 2012-06-10 09:22:26
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8楼: Originally posted by westyouday at 2012-06-09 01:24:06
配位数是以基体晶格的配位数来算，然后查相同配位数的离子半径，比较大小；您所说的“晶胞参数a、c变大，b不变，晶胞体积变大”是精修过的结果吧？...

是精修后的结果。但取代的溶质离子配位数没有与基体晶格相同的配位数呢？
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9楼2012-06-09 11:16:03
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westyouday

铁杆木虫 (正式写手)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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9楼: Originally posted by 迷迭香千里 at 2012-06-09 11:16:03
是精修后的结果。但取代的溶质离子配位数没有与基体晶格相同的配位数呢？...

你是说没有相同配位数的离子半径的数据吧？如果是这样的话，多查查，手册，文献吧；你的两个离子的半径差别不大吧？
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10楼2012-06-09 19:39:43
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迷迭香千里

木虫 (小有名气)
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10楼: Originally posted by westyouday at 2012-06-09 19:39:43
你是说没有相同配位数的离子半径的数据吧？如果是这样的话，多查查，手册，文献吧；你的两个离子的半径差别不大吧？...

20%多，还是有点大，我再查查！谢谢你！
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11楼2012-06-10 09:58:06
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changwr

新虫 (初入文坛)
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5楼: Originally posted by tonylc at 2012-02-01 11:51:01
离子半径相似，配位数相同的情况是没有什么疑问的。问题就在于如果离子半径相同但是配位数不同怎么办，实验可以来验证，那有没有理论支撑呢？...

你好，我想问一下，如何用实验证明，到底取代的是几配位呢？
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12楼2013-08-04 11:16:40
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mjluan13楼
2015-04-28 16:08   回复  
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