一、從立方最密堆積到NaCl晶胞

許多金屬（例如銅等）的晶體結(jié)構(gòu)可看著等徑圓球進(jìn)行立方最密堆積形成，這種結(jié)構(gòu)稱為面心立方。在立方最密堆積結(jié)構(gòu)中，有兩種空隙：四面體空隙和八面體空隙。四面體空隙由一個(gè)頂角原子與三個(gè)面心原子圍成，空隙數(shù)目為8，是面心立方原子數(shù)4的2倍；而八面體空隙由六個(gè)面心原子圍成，空隙數(shù)目為4，與面心立方原子數(shù)4相同。

NaCl的結(jié)構(gòu)可看著大的Cl-離子按立方最密堆積排列，小的Na+填在八面體的空隙之中。這就不難理解晶胞中Na+數(shù)目就是八面體的空隙數(shù)，即4個(gè)，而Cl-數(shù)目即為面心立方原子數(shù)目，亦為4個(gè)，每個(gè)NaCl晶胞擁有4個(gè)“NaCl”微粒。與Na+緊鄰的Cl-有6個(gè)，與Cl-緊鄰的Na+有6個(gè)，即NaCl晶體的配位數(shù)為6，而與每個(gè)Cl-最近鄰的Cl-為12個(gè)。

圖1  氯化鈉晶胞

圖2  氯化鈉晶格

二、晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析的意義

NaCl型的結(jié)構(gòu)具有廣泛性，已知有400多種組成比為1∶1的化合物采用這種結(jié)構(gòu)型式，例如，堿金屬鹵化物與氫化物，堿土金屬氧化物和硫化物等。

這些化合物晶體的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，對(duì)了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著重要的意義。例如：

（1）計(jì)算離子半徑

現(xiàn)在比較通用的有效離子半徑，就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的離子晶體中離子間的接觸距離數(shù)據(jù)進(jìn)行推導(dǎo)的。例如配位數(shù)為6的NaCl晶胞中陰陽(yáng)離子是緊密接觸的，但陰離子之間接觸不良，各位觀看演示，所以晶胞參數(shù)是陰、陽(yáng)離子核間距的2倍，這樣可以計(jì)算某些離子半徑，例如，由NaH的晶胞參數(shù)（a＝488pm）得知Na+與H-間的接觸距離為244pm，已知Na+的半徑為102pm（光學(xué)法測(cè)定），即可推知H-在NaH晶體中的半徑為142pm。

（2）離子鍵的強(qiáng)度與化合物的熔點(diǎn)

堿土金屬氧化物MO主要由M2+和O2-之間的靜電作用力結(jié)合而成。靜電作用力和離子所帶的電荷的乘積成正比，和離子間的接觸距離成反比。對(duì)于堿土金屬氧化物M2+和O2-都是2價(jià)化合物，離子所帶電量相同，但M2+的半徑由Mg2+→Ca2+→Sr2+→Ba2+依次增加，離子間的接觸距離也依次增加?？梢酝茢嗑Ц衲芤来蜗陆?，離子鍵強(qiáng)度依次減弱，而熔點(diǎn)和硬度也將因而降低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合這種推論。

三、從NaCl到CaC2的結(jié)構(gòu)

CaC2的結(jié)構(gòu)可由NaCl結(jié)構(gòu)出發(fā)，以Ca2+置換Na+，以C22-置換Cl-，即得到CaC2結(jié)構(gòu)。C22-中C—C鍵長(zhǎng)為120pm，C22-離子呈啞鈴狀，在三維空間鍵軸和Z軸平行，使晶胞沿Z軸方向被拉長(zhǎng)，較X、Y軸方向?yàn)殚L(zhǎng)，晶體的對(duì)稱性降為四方晶系，晶胞參數(shù)為a＝550pm，c＝638pm（NaCl晶胞參數(shù)a＝562.779pm）。

許多化合物與CaC2的結(jié)構(gòu)同晶型，如CaO2、KO2等，根據(jù)晶胞參數(shù)與原子坐標(biāo)，可推算O22-中O—O鍵長(zhǎng)為149pm，O2-中O—O鍵長(zhǎng)為128pm。 

圖5  碳化鈣晶胞