晶体的结构及性质VIP免费

晶体的结构及性质基础知识一．晶体和非晶体1.定义：内部粒子（原子、分子或离子）在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。例如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见固体都是晶体。非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。例如：玻璃、沥青、石蜡等。非晶体又称为无定形体。2.晶体的重要特征（1）具有规则的几何外形（2）具有各向异性（3）有固定的熔点（4）X—射线衍射实验二．几类晶体的概念1.分子晶体：分子间以分子间作用力形成的晶体。2.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。原子晶体又叫共价晶体。3.离子晶体：由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。4.金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。三．离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力（有的还有氢键）典型实例NaCl金刚石、晶体硅、SiO2、SiC冰（H2O）、干冰（CO2）晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电，熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小四．几种常见的晶体结构1.氯化钠晶体（离子晶体）在氯化钠晶体中：（1）与每个等距紧邻的Cl－有6个（2）与每个等距紧邻的有12个（3）每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。（4）周围与每个等距紧邻的6个Cl－围成的空间构型为正八面体。2.氯化铯晶体（离子晶体）在氯化铯晶体中：（1）与每个Cs+等距紧邻的Cl－有8个（2）与每个Cs+等距紧邻的Cs+有6个（3）每个氯化钠晶胞中含有1个CsCl。3.干冰（分子晶体）在干冰的晶体中：（1）与每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有12个。（2）平均每个晶胞中含有4个CO2分子。4.金刚石晶体在金刚石晶体中：（1）每个碳原子与周围的4个碳原子形成四条碳碳键，这5个碳原子形成的是正四面体机构。两个C—C键的夹角为109°28'。（2）晶体中最小的环为6原子环，但6个碳原子不在同一个平面上。（3）晶体中碳原子数与C—C键数之比为1:(4*1/2)=1:25.石墨(1)石墨是一种混合型晶体，层内存在共价键，层间以分子间作用力结合。(2)在层内每个碳原子通过共价单键与另3个C原子结合，构成正六边形。(3)在石墨晶体中碳原子和C—C共价键数之比是2:3。.6.二氧化硅(1)晶体中重复单元是硅氧正四面体，每个硅原子与4个氧原子相连，即每个氧原子又与2个硅原子相连，所以在SiO2的晶体中硅、氧原子个数之比为1:2。(2)在SiO2的晶体结构中最小环上有12个原子。(3)每nmolSiO2晶体中，Si—O键数目为4nmol。五．金属晶体的原子堆积模型对比六．晶体结构的密推积原理七．“电子其理论”与金属的物理通性八．晶格能1.定义：2.影响晶格能大小的因素：3.晶格能的作用晶格能与离子型化合物的物理性质NaCl型晶体NaINaBrNaClNaFBaOSrOCaOMgOBeO离子电荷111122222核间距/pm318294279231277257240210165晶格能/kJ·mol6867327868913041320434763916—熔点/K93310131074126121962703284330732833硬度————3.33.54.56.59.0晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点、沸点越高，硬度越大。同时晶格能的大小亦影响岩浆晶出的先后次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越易晶出。方法技巧一．判断晶体类型的方法1.依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格点是阴阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格点是分子，质点间的作用是分子间作用力；金属晶体的晶格点是金属阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键。2.依据物质的分类判断金属氧化物（如等）、强碱和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机物是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、氧化硅等。金属单质3.依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至1000多摄...