الهياكل البلورية الأيونية

المواد الصلبة الأيونية تتجمع عادة بكثافة عالية في شبكة بلورية معينة. غير أن،الشحنات وأحجام الأيونات تؤثر كثيرًا في تشكيلتها عند التجميع،مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في البنية البلورية والعدد التناسقي. على سبيل المثال،كلوريد السيزيوم الذي يتساوى فيه الأيونان في الحجم،يشبه النظام البلوري المكعب البسيط لأيونات الكلور السالبة تتوسطها كاتيونات السيزيوم الموجبة.

وحدة خلية كلوريد السيزيوم،يُعين لها أيون كلور سالب وأيون سيزيوم موجب. يحيط بكل أيون سيزيوم ثمانية أيونات كلور والعكس صحيح،مما يجعل العدد التناسقي للسيزيوم والكلور ثمانية. كلوريد الصوديوم يشبه نظام المكعب مركزي الوجه،لأيونات الكلور السالبة مع كاتيونات صوديوم موجبة أصغر حجمًا تملأ الحيّز بين الأيونات السالبة.

الاختلاف في نصف قطر الأيونات يجعل كل أيون صوديوم موجب يتفاعل مع ستة أيونات كلور سالبة فقط والعكس صحيح،ويتم تعيين أربعة أيونات كلور وأربعة أيونات صوديوم لوحدة الخلية. غالبًا ما يُشار إلى هذا على أنه بنية الملح الصخري. كبريتيد الزنك يمتاز بتفاوت أكبر في نصف قطر الأيونات مما هو موجود في كلوريد الصوديوم،مما يؤدي إلى بنية خليط الزنك.

رغم أن ترتيب الكبريت يشبه نظام مكعبًا مركزي الوجه،إلّا أن أيونات الزنك الموجبة تتموضع بين أيونات الكبريت السالبة رباعية السطح،مما يجعل العدد التناسقي أربعة. نصف الثقوب الرباعية المحتملة فقط تملؤها كاتيونات الزنك الموجبة،تاركة الباقي فارغاًتحتوي وحدة الخلية على أربعة أيونات كبريت وأربعة أيونات زنك. توزيع الأيونات الموجبة والسالبة يؤثر كذلك في البنية التي تكون عليها مادة صلبة أيونية معينة.

فلوريد الكالسيوم،الذي يتكون من كاتيون موجب وأيونين سالبين،يأخذ بنية الفلوريت. هنا تكون الأيونات الموجبة مرتبة بنظام مكعب مركزي الوجه،حيث تملأ الأيونات السالبة جميع الثقوب الرباعية. تحتوي وحدة الخلية على أربعة كاتيونات كالسيوم موجبة،والعدد التناسقي لكل منها هو ثمانية،وتحتوي كذلك على ثمانية أيونات فلور سالبة،والعدد التناسقي لكل منها هو أربعة.

البنية غير الفلوريتية تظهر في مركبات مثل،أكسيد الصوديوم المكون من كاتيونين موجبين وأيون سالب. هنا تكون الأيونات السالبة مرتبة بنظام مكعب مركزي الوجه،بحيث تملأ الأيونات الموجبة الثمانية ثقوب الرباعية.