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钨酸钙是一种重要的无机化合物,化学式为CaWO₄。它是白色或淡黄色的晶体,密度为6.06克每立方厘米,熔点高达1580摄氏度。钨酸钙具有优异的荧光性质,不溶于水。在钨酸钙中,钙离子带两个正电荷,钨离子带六个正电荷,氧离子带两个负电荷。钨离子与四个氧离子形成四面体配位结构,这是理解其晶体结构的基础。
钨酸钙属于白钨矿型结构,这是一种重要的晶体结构类型。白钨矿型结构属于四方晶系,空间群为I41/a,具有体心四方的特征。在四方晶系中,晶格参数满足a等于b但不等于c,所有角度都是90度,并且具有四重旋转轴。白钨矿型结构的基本构建单元是WO₄四面体,钨原子位于四面体中心,被四个氧原子包围。与其他钨酸盐结构相比,如黑钨矿型的FeWO₄和钙钛矿型的SrWO₄,白钨矿型结构具有独特的几何特征和对称性。
钨酸钙的晶胞参数体现了四方晶系的特征。晶格参数a和b相等,约为5.24埃,而c轴较长,约为11.37埃,所有角度都是90度。晶胞体积可以通过公式V等于a的平方乘以c来计算,约为312.3立方埃。在一个晶胞中,包含4个钙原子、4个钨原子和16个氧原子,总共24个原子。这种原子排列方式体现了白钨矿型结构的高度有序性和对称性,为材料的优异性能奠定了结构基础。
在钨酸钙的晶胞中,各原子占据特定的分数坐标位置。钙原子位于(0,0,0)、(0.5,0.5,0.5)、(0,0.5,0.25)和(0.5,0,0.75)等位置。钨原子则位于(0,0.5,0.25)、(0.5,0,0.75)、(0.5,0.5,0)和(0,0,0.5)等位置。氧原子的位置更为复杂,有16个不等价的位置,如(0.24,0.15,0.08)等。这些原子位置通过空间群I41/a的对称操作相互关联,体现了晶体结构的高度对称性。分数坐标系统使我们能够精确描述原子在晶胞中的相对位置。