新人教版高中化学选修3晶体常识2VIP免费

晶体的常识晶体结构涉及的内容包括：（1）基本概念：周期性有序排列、晶胞及晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、空隙、堆积方式、晶格能、并置碓砌；（2）堆积方式：面心立方、六方、体心立方和简单立方堆积；（3）晶体种类和性质：金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，自范性、各向异性、金属晶体的导电导热和延展性、X－射线衍射。这些内容看似零碎，实际上它们有着密切的内在联系，了解和建立它们的关系，对于晶体结构的教与学，深刻理解晶体结构和性质掌握核心、突出重点都是很重要的。它们的联系可以用下面的结构表示，其中堆积类型是联系晶体基本概念、基本结构与不同晶体类型的结构和性质的桥梁。晶体晶体基本概念和结构(晶胞及其类型、配位数、空隙、粒子数计算、碓砌方式等)晶体类型和性质(4种晶体类型、结构和性质特点、晶格能、X-射线衍射等)堆积类型面心立方最密堆积（A1）六方最密堆积（A3）体心立方密堆积（A2）简单立方堆积金刚石型堆积(四面体堆积)（A4）最密堆积晶体的定义晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。晶体的特点⑴均匀性⑵各向异性⑶自范性⑷有明显确定的熔点⑸有特定的对称性⑹使X射线产生衍射晶胞矢量a，b，c的长度a，b，c及其相互间的夹角α，β，γ称为点阵参数或晶胞参数。用心爱心专心图1晶胞结构五、晶体结构的密堆积原理许多晶体中的粒子（包括原子、分子或离子等）总是倾向于采取密堆积的结构，即具有堆积密度大、粒子的配位数高、能充分利用空间等结构特点。密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。密堆积原理是我们研究晶体结构，理解晶体结构的基本原理与实际晶体结构之间关系，解决晶体结构实际问题的重要工具。1．定义：所谓密堆积结构是指由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。面心立方最密堆积（A1）常见的密堆积形型式六方最密堆积（A3）体心立方密堆积（A2）2．面心立方最密堆积(A1)和六方最密堆积(A3)同一层中球间有三角形空隙，平均每个球摊列2个空隙。第二层一个密堆积层中的突出部分正好处于第一层的空隙即凹陷处，第二层的密堆积方式也只有一种，但这两层形成的空隙分成两种：四面体空隙（被四个球包围）正八面体空隙（被六个球包围）第三层堆积方式有两种：突出部分落在正四面体空隙AB堆积（A3六方最密堆积）突出部分落在正八面体空隙ABC堆积（A1面心立方最密堆积）用心爱心专心3.体心立方密堆积（A2）A2不是最密堆积。每个球有八个最近的配体（处于边长为a的立方体的8个顶点）和6个稍远的配体，分别处于和这个立方体晶胞相邻的六个立方体中心。故其配体数可看成是14，空间利用率为68.02%。此外，还有A4金刚石型堆积（四面体堆积）和简单立方堆积。表1。堆积方式及性质小结堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密堆积(A1)面心立方74%12Cu、Ag、Au六方最密堆积(A3)六方74%12Mg、Zn、Ti体心立方密堆积(A2)体心立方68%8(或14)Na、K、Fe金刚石型堆积(A4)面心立方34%4Sn简单立方堆积简单立方52％6Po六、晶体类型离子晶体离子键无方向性和饱和性，在离子晶体中正、负离子尽可能地与异号离子接触，采用最密堆积离子晶体可以看作大离子进行等径球密堆积，小离子填充在相应空隙中形成的。离子晶体多种多样，这里主要介绍以下几种基本结构型式。NaCl型用心爱心专心图2NaCl的晶胞结构和密堆积层排列分析：（a）立方晶系，面心立方晶胞；（b）Na+和Cl-配位数都是6；（c）Z=4;（d）Na+，C1-，离子键;（e）Cl-离子和Na+离子沿（111）周期为|AcBaCb|地堆积，ABC表示Cl-离子，abc表示Na+离子；Na+填充在Cl-的正八面体空隙中。CsCl型分析：（a）立方晶系，简单立方晶胞；（b）Z=1；（c）Cs+，Cl-，离子键；（d）配位数8。ZnS型ZnS是S2-最密堆积，Zn2+填充在一半四面体空隙中。分立方ZnS和六方ZnS。立方ZnS:（a）立方晶系，面心立方晶胞，Z=4；（b）S2-立方最密堆积|AaBbCc|；（c）配位数4。六方ZnS:（a）六方晶系，简单六方晶胞；（b）Z=2；（c）S2-...