探究三氧化钨晶体结构

晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况。自然界存在的固态物质可分为晶体和非晶体两大类，固态的金属与合金大都是晶体。晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体中这些质点除与其最相近外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。

为了探究三氧化钨晶体结构，我们严格按照化学计量比的三氧化钨的晶体结构满足畸变的钙钛矿结构进行试验，即在ABO3型式的钙钛矿结构中加入A阳离子。试验发现，A阳离子出现缺位；并且氧原子构成正八面体，一个钨原子位于这个正八面体的中央。

另外，从实验里，我们还发现所有单一晶相的三氧化钨都可以看成八面体结构，只是在一定结构上发生了结构的扭曲。由于三氧化钨存在不同程度的氧缺位，其化学计量也因此变得比较复杂，所以三氧化钨的化学式通常写为WO_3-X的型式。随着氧空位数量的增加，它们在WO_3-X晶体内的分布也变得有序起来，形成所谓的切边面。当X＜0.02时，这些切变面是无规则分布的；当X≥0.02时，切变面则呈现相互平行排列的趋势，随着还原程度的不断增加，切边面排列的有序程度也不断增加。这些具有不同晶体结构和空位的化合物，使得三氧化钨具有了多种性能，其具有的光催化活性也不一样。

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