​蓝宝石晶体结构和形态

蓝宝石晶体结构和形态

刚玉晶体属于三角对称中的复三方偏三角面体类D63d–R3C(L33L23PC)，具有以下对称元素：

：6次轴的镜面转轴(3次反轴) 

：3个与它相垂直的2次轴

：3个与2次轴相垂直并和沿zui高次轴交叉的对称面

：对称中·心

在这一对称中有七个简单的形式(面). 根据Bravais分类方法它们具有如下符号：轴面(0001), 六方棱柱{1010}和{112 0}, 复六方棱柱{hki0}, 菱面体{h0h l}，六方双锥{hh2h l}和双三角偏三面体。根据相应六方结晶轴的位置，菱面体可能是“正 向”{1011}或“反向”{0111}[1]. 

α -Al2O3的晶格点阵是由Al3+和O2-离子组成. 如果用球代表阴离子O2-, 晶格点阵采用它们的六方密堆积排列(图2.1). 阳离子Al3+位于没有对称中·心的晶格场中(由于晶格点阵的变形). 这些阳离子位于邻近O2-离子密堆积的八面体空位, 并占据了这些空位的三分之二. 八面体空位由六个球包围. 如果以每个球的半径做为一个单位, 那么占据空位的球半径为0.41个单位. 由于O2-和Al3+的离子半径比(分别为1.40和0.57Å), 阳离子占据由阴离子堆积的空位中. 这样阳离子会使点阵有一点变形, 但没有超出该八面体位置的稳定限. 

Al3+和O2-的配位数分别为6和4. 在八面体上方的3个O2-离子相对于下方的三个O2-离子旋转了64.3º并且位于彼此相距为2.164 Å的平行面上(图2.2a). zui密堆积变形与Al3+大小和八面体位置之间的差异有关系, 并被由不同大小的氧离子三角组成的八面体事实证实(图2.2c)而且它们之间64.3º的转角超出了理想堆垛的特征角度值(60º).

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