第21讲 晶体的结构VIP免费

第21讲晶体的结构（建议2课时完成）[考试目标]1．了解物质的聚集状态。（选考内容）2．认识晶体的概念和特性。（选考内容）3．认识晶体结构的堆积模型，了解晶胞的含义。（选考内容）4．通过代表物认识金属晶体、离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构特点。（选考内容）5．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。（选考内容）6．能进行有关晶胞或晶体的有关简单计算。（选考内容）[要点精析]一、认识晶体1．晶体的定义：微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质2．晶体的特性：（1）有规则的几何外形（自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发的呈现封闭的、规则的多面体外形。）（2）有确定的熔点（3）各向异性：在不同的方向上表现不同的性质（4）具有特定的对称性3．晶体结构的堆积模型（1）堆积原则：①在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，由于金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此，都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的其他原子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定----即排列服从紧密堆积原理。②对原子晶体，受共价键的方向性和饱和性的影响，其空间排列与方向性一致。例如：金刚石：SP3杂化，正四面体；石墨：SP2杂化，正六边形。（2）等径圆球的密堆积①A3型密堆积。即…ABAB…②A1型密堆积。即…ABCABC…（3）非等径圆球的密堆积离子晶体：将较大的离子按等径圆球进行密堆积，而较小的离子则有序的填入其空隙中。分子晶体：采取紧密堆积方式，但分子的排列与分子的形状有关。4．晶体结构的基本单元—晶胞由于晶体中的微粒排列呈现周期性，因此，研究晶体结构时只需找出最小的重复单元加以分析，就知道整个晶体的结构了。晶胞：晶体中最小的结构重复单元。对晶胞的理解：（1）平移一个胞长后可以重合。（2）二维晶胞为平行四边形；三维晶胞为平行六面体。（3）实例：六方晶胞和面心立方晶胞面心立方晶胞六方晶胞（4）晶体是由晶胞堆积得到的，故晶胞就能反映整个晶体的组成。利用晶胞可以求化学式—均摊法。均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。若某个粒子为N个晶胞所共有，则该粒子有1/N属于此晶胞。以正方体晶胞为例，晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为：顶点原子1/8属于此晶胞棱上原子1/4属于此晶胞面上原子1/2属于此晶胞体内原子完全属于此晶胞二、晶体的结构1、金属晶体（1）概念：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。（2）金属原子的常见堆积模式：2、离子晶体（1）概念：阴阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。（2）常见的AB型的离子晶体①氯化钠晶胞：Cl-以面心立方堆积，Na+占据Cl-围成的所有正八面体空隙（1+12×1/4）配位数：6、6。即每个钠离子周围距离最近且相等的氯离子有六个，每个氯离子周围距离最近且相等的钠离子有六个，每个钠离子周围距离最近且相等的钠离子有12个，每个氯离子周围距离最近且相等的氯离子有12个。晶胞中Na+和Cl-的数目分别为：4、4②氯化铯晶胞：Cl-以简单立方堆积，Cs+占据Cl-围成的简单立方的体心配位数：8、8。即每个铯离子周围距离最近且相等的氯离子有8个，每个氯离子周围距离最近且相等的铯离子有8个，每个铯离子周围距离最近且相等的铯离子有6个，每个氯离子周围距离最近且相等的氯离子有6个。晶胞中Cs+和Cl-的数目分别为：1、1③ZnS晶胞：S2-以面心立方堆积，Zn2+占据S2-围成的八个正四面体空隙中的四个互不相邻的正四面体空隙。配位数：4、4。即每个硫离子周围距离最近且相等的锌离子有4个，每个锌离子周围距离最近且相等的硫离子有4个。晶胞中Na+和Cl-的数目分别为：4、4（3）晶格能--用来定量衡量离子键的强弱①概念：指1摩尔离子化合物中阴阳离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。放出的能量越多，晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定。②晶格能∝q+q-/r2（除此之外还与晶体的结构形式有关）3、原子晶体（1）概念：相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体称为原子晶体。（2）几种常见的原子晶体①金刚石结构：空间网状结构，碳原子以S...