第六章 分子结构和晶体结构.ppt

溶质分子和溶剂分子之间存在着氢键，溶解度就会大大增加。 NH3→H2O 【例如】喷泉实验 2、对溶解度的影响 §6-4 晶体结构(Crystal structure) 一、晶体的特性和内部结构 （一）晶体的特性 1、具有一定的几何外形 2、具有各向异性 3、具有固定的熔点 金刚石晶体结构 1、具有一定的几何外形 构成晶体的微观粒子在空间排列是有一定规律的，所以晶体一般都有一定的几何外形。NaCl：立方体；石英：六角柱形；明矾：八面体。 2、具有各向异性 晶体中各个方向排列的质点距离不同，所以许多物理性质在晶体的不同方向的表现也有差异。 晶体加热到某一温度开始熔化，熔化过程中，温度保持恒定，直到全部熔化，温度才继续上升。晶体熔化时的恒定温度，就是晶体的熔点。在熔点温度下，晶体吸收的热量全部用来破坏晶体的晶格。而玻璃、石蜡加热时，由固体转变为液体是一个连续升温的过程，慢慢变软，没有固定的熔点。 晶体的这些特性都是因为晶体中质点的排列是有一定规则的。 3、具有固定的熔点 （二）晶体的内部结构 如果把构成晶体的微粒（原子、离子或分子）看成是几何学上的点，这些晶体中的质点按一定的规则组成的几何图形就叫作晶格（或点阵）。每个点在晶格中的位置叫做晶格结点（crunode） 。根据晶格的结构，可以把晶体分为七大晶系，共十四种晶格类型。其中最简单、最常见的是立方晶格。立方晶格又分为：简单立方晶格、面心立方晶格和体心立方晶格三种。 1、晶格(lattice ) 2、晶胞(unit cell) 在晶体中具有代表性的最小结构单位称为晶胞。晶胞在三维空间周期性地重复排列起来，就构成了宏观的晶体。 晶体的性质，除了跟它的晶格类型有关外，还决定于晶格结点上质点的种类以及质点间的作用力。根据质点的种类可以把晶体分为四种类型： 二、离子键与离子晶体 离子晶体的晶格结点上是离子，离子间通过离子键结合在一起。 （一）离子键 (ionic bond) 特性：没有方向性和饱和性 正、负离子之间靠静电引力作用形成的化学键。一般电负性差别较大的原子相互结合，形成的都是离子键。如：ⅠA、ⅡA和卤素（ⅦA）、氧元素相结合，生成的多是离子化合物。 影响离子键强弱的影响因素： 1、离子的电荷 正、负电荷间的引力： ∴ 电荷越高，引力越大，离子键越强。 KCl CaO 2、离子的半径 离子半径越大，引力越小，离子键越弱。 NaCl NaI 3、离子的外层电子构型 不同构型的离子，会使离子产生不同的极化作用，使离子键键型发生不同程度的改变。这一性质在无机化合物中详细讨论。 （二）离子晶体的特征和性质 1、离子晶体的结构特征 (1) 质点：正、负离子；作用力：离子键 每个离子周围，都有一定数目的异号离子包围。如：NaCl中Na＋和Cl－按一定规则在空间交替排列。 (2) 正、负离子有一定的配位比 NaCl →Na+ ︰ Cl-＝6︰6 CsCl → Cs+ ︰ Cl-＝8︰8 ZnS → Zn2+ ︰ S2-＝4︰4 配位数的大小跟正、负离子的半径比有关。但不管配位数是多少，对于正、负离子电荷相同的晶体（AB型）来说，其最简配位比都是1︰1，只有这样。 Na+ Cl- (3)空间结构类型 典型的离子晶体结构有三种： NaCl型、CsCl型、ZnS型。晶胞形状都是立方形。 ①NaCl型 ②CsCl型 ③ZnS型 2、离子晶体的性质 （1）熔沸点高、硬度大 要改变其凝集状态，必须破坏晶格结构，破坏正、负离子的离子键，所以需要提供很高的能量。 （2）导电性：晶体状态不导电，但在熔融状态和溶液中，产生带电离子，是电的良导体。 （3）溶解性：一般都易溶于水 （4）脆性高、延展性差：一旦受到外力冲击，离子错位，晶格被破坏，容易破碎。 （三）离子晶体的热稳定性 离子晶体的稳定性除了可以用离子键的强弱描述外，还有一个定量的衡量标准：晶格能U 标准状态下，由相互远离的正、负离子结合成1mol 固态离子晶体所放出的能量。 （单位：kJ·mol－1） 晶格能的大小实际上从另一个角度反映了离子键的强弱。离子键越强，晶格能越大，正、负离子结合越牢固，离子晶体越稳定。 三、金属晶体(metallic crystals) 1、结构特点： 质点：金属原子或金属正离子 作用力：金属键(metallic bond) ——金属原子和 金属正离子靠自由电子相互结合的作用力。 可看作是一种特殊共价键：由