基本介紹
- 中文名：螢石結構
- 外文名：Flourite
- 結構：CaF2（螢石）型結構
- 晶系：立方晶系
- 熔點：較低
CaF2（螢石）型結構
CaF2晶體屬立方晶系，面心立方格子。
F-填充在八個小立方體中心，8個四面體全被占據，八面體全空（有1+12*1/4=4個八面體空隙，其中有12個位於棱的中點，為4個晶胞所共用，1個位於體心)
具體結構可以參看：http://chem.xmu.edu.cn/teach/clhx/clhxdr1/clhxdl/%B5%DA%B6%FE%C6%AA/4_3.htm
Pauling第一規則，r+/r- = 0.75 > 0.732，CN+ = 8，所以Ca2+配位多面體形狀是立方體，F-位於頂角，Ca於體心。配位多面體是以共棱關係連線。
Pauling第二規則，Ca2+靜電鍵強度S=2/8=1/4，故每個F-必須與4個Ca2+形成靜電鍵，即F-應該位於Ca2+的四面體中。
為了便於把CaF2晶體的結構與對稱特點顯露出來，通常將Ca2+看成“立方緊密堆積”，F-占據全部四面體空隙。由於F-半徑大，Ca2+不可能相互接觸。
CaF2晶體結構中，由於以Ca2+形成的“緊密堆積”中，全部八面體空隙都沒有被填充，也就是說8個F-之間形成了一個“空洞”，結構比較開放，有利於形成負離子填隙，也為負離子擴散提供了條件。在螢石型結構中，往往存在負離子擴散機制，並且是主要機制。立方ZrO2屬螢石型結構，常被用作測氧感測器探頭、氧泵、固體氧化物燃料電池中的電解質材料等，被稱作固體快離子導體，就是因為ZrO2晶體中具有氧離子擴散傳導的機制，在900~1000°C間O2-電導率可達0.1 S/cm。
除了ZrO2之外，屬於螢石型結構的晶體還有UO2、ThO2、CeO2、BaF2、PbF2、SnF2等。
ZrO2有3種晶型：單斜相、四方相和立方相。單斜ZrO2的結構類似於螢石型結構，存在扭曲和變形，此時r+/r-=0.6087，Zr4+以8配位結構方式存在是不穩定的，經實驗證明，其配位數為7。
當在螢石型結構中正、負離子位置全部互換，就得到反螢石型結構，它並沒有改變結構形式，只是正、負離子位置對調，如Li2O、Na2O、K2O等。其中Li+、Na+、K+占有螢石結構中的F-位置，而O2-占據Ca2+的位置。
CaF2熔點較低，在玻璃工業中可用作助熔劑，也有用作晶核劑。螢石中質點之間的鍵力較NaCl強，反應在其性質上，就是螢石的硬度稍高，為莫氏4級，熔點達 1410°C，在水中溶解度小。在（111）面上存在著相互毗鄰的同號負離子層，因靜電斥力導致晶體平行於（111）方向發生解理，故螢石常呈八面體解理。
