Ionische kristalstructuren

Ionische vaste stoffen zijn typisch dicht opeengepakt in een kristalrooster. De ladingen en afmetingen van de ionen hebben echter een grote invloed op hun pakkingconfiguratie, wat leidt tot aanzienlijke variatie in kristalstructuur en coördinatiegetal. Bijvoorbeeld cesiumchloride, waar beide ionen van vergelijkbare grootte zijn, lijkt op een primitief kubisch rooster van chloride-anionen met cesiumkationen in het midden.

De cesiumchloride-eenheidscel krijgt één chloride-anion en één cesiumkation toegewezen. Elk cesiumion is omgeven door acht chloride-ionen en vice versa, waardoor zowel cesium-als chloride-coördinatiegetallen acht zijn. Natriumchloride lijkt op een vlakgecentreerd kubusvormig rooster van chloride-anionen waarbij de kleinere natriumkationen de ruimtes tussen de anionen innemen.

Het verschil in ionstralen resulteert erin dat elk natriumkation een interactie aangaat met slechts zes chloride-anionen en vice versa, waarbij vier chloride-anionen en vier natriumkationen aan de eenheidscel zijn toegewezen. Dit wordt vaak de steenzoutstructuur genoemd. Zinksulfide heeft een nog groter verschil in ionstralen dan dat van natriumchloride, wat leidt tot de zinkblende-structuur.

Hoewel de sulfide-opstelling lijkt op een vlak gecentreerd kubisch rooster, bevinden de zinkkationen zich in tetraëders van sulfide-anionen, wat leidt tot een coördinatiegetal van vier. Slechts de helft van alle mogelijke tetraëdrische gaten'wordt ingenomen door zinkkationen, terwijl de rest leeg blijft. De eenheidscel heeft vier sulfide-anionen en vier zinkkationen.

De verhouding van kationen tot anionen heeft ook invloed op de structuur die een ionische vaste stof aanneemt. Calciumfluoride, dat één kation en twee anionen heeft, vertoont de fluorietstructuur. Hier zijn de kationen gerangschikt in een vlak gecentreerd kubusvormig rooster waarbij de anionen alle tetraëdrische gaten bezetten.

De eenheidscel heeft vier calciumkationen, elk met een coördinatiegetal van acht, en acht fluoride-anionen, elk met een coördinatiegetal van vier. De antifluorietstructuur wordt vertoond door verbindingen zoals natriumoxide, dat twee kationen en één anion heeft. Hier zijn de anionen gerangschikt in een vlak gecentreerd kubusvormig rooster met kationen die de acht tetraëdrische gaten bezetten.