探究三氧化鎢晶體結構

晶體結構即晶體的微觀結構，是指晶體中實際質點（原子、離子或分子）的具體排列情況。自然界存在的固態物質可分為晶體和非晶體兩大類，固態的金屬與合金大都是晶體。晶體與非晶體的最本質差別在於組成晶體的原子、離子、分子等質點是規則排列的（長程式），而非晶體中這些質點除與其最相近外，基本上無規則地堆積在一起（短程式）。金屬及合金在大多數情況下都以結晶狀態使用。晶體結構是決定固態金屬的物理、化學和力學性能的基本因素之一。

為了探究三氧化鎢晶體結構，我們嚴格按照化學計量比的三氧化鎢的晶體結構滿足畸變的鈣鈦礦結構進行試驗，即在ABO3型式的鈣鈦礦結構中加入A陽離子。試驗發現，A陽離子出現缺位；並且氧原子構成正八面體，一個鎢原子位於這個正八面體的中央。

另外，從實驗裏，我們還發現所有單一晶相的三氧化鎢都可以看成八面體結構，只是在一定結構上發生了結構的扭曲。由於三氧化鎢存在不同程度的氧缺位元，其化學計量也因此變得比較複雜，所以三氧化鎢的化學式通常寫為WO_3-X的型式。隨著氧空位數量的增加，它們在WO_3-X晶體內的分佈也變得有序起來，形成所謂的切邊面。當X＜0.02時，這些切變面是無規則分佈的；當X≥0.02時，切變面則呈現相互平行排列的趨勢，隨著還原程度的不斷增加，切邊面排列的有序程度也不斷增加。這些具有不同晶體結構和空位的化合物，使得三氧化鎢具有了多種性能，其具有的光催化活性也不一樣。

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