三氧化二铝晶体结构

三氧化二铝(Aluminum oxide,Al2O3)是一种常见的陶瓷材料和高温材料,具有多种应用。它的晶体结构属于六方最密堆积(hexagonal close-packed, HCP)结构。

在三维空间中,HCP结构由两个相互垂直的六边形紧密堆积的层组成。这些层被称为ABAB…序列的堆积,其中A代表一个原子位置,B代表另一个原子位置。每个六边形层都包含6个原子,其中3个位于A位置,另外3个位于B位置。在这个结构中,一个六边形层上的原子与下面的层上的原子不重合,相邻两层的原子错开了1/3个单位层高,并且沿着垂直于六边形面的轴向排列。

对于三氧化二铝,每个铝原子与其周围的氧原子形成四面体结构,其中每个氧原子均与三个铝原子相连。这种排列方式可以通过在HCP结构中隔一个氧原子替换铝原子获得。因此,三氧化二铝的晶体结构由HCP结构中的氧原子层和替代铝原子的六边形层交替排列而成。该晶体结构中每个单位格子包含2个铝原子和3个氧原子,化学式为Al2O3。

总之,三氧化二铝的晶体结构是由ABAB…序列的六边形堆积层和四面体结构的氧原子层交替排列而成的HCP结构。