无机化学 教学课件 作者 胡伟光张桂珍 主编 第八章 晶体结构.ppt

尚辅网 尚辅网 第八章 晶体结构 学习要求： 1.了解晶体的类型、特征、结构。 2.掌握离子晶体的特性，常见的离子晶体。 3.了解离子极化对物质性质的影响。 目录： 第一节 晶体的基本概念 第二节 离子晶体 第三节 原子晶体和分子晶体 第四节 金属键及金属晶体 第五节 混合型晶体 第六节 离子极化 物质通常有三种聚集状态：气态、液态、固态 固态又分为晶体和非晶体两大类。自然界中绝大多 数都是晶体，有极少数属非晶体。 第一节 晶体的基本概念 一、晶体与非晶体 晶 体 非 晶 体 1 规则的几何外形（如食盐） 无定形体（如沥青） 2 一定压力下，熔点一定（如冰） 无固定熔点（松香50～70℃） 3 各向异性 各向同性 晶体的特征： 晶体有一定规则的几何外形。不论在何种条件下结晶，所得的晶体表面夹角（晶角）是一定的。 晶体有一定的熔点。晶体在熔化时，在未熔化完之前，其体系温度不会上升。只有熔化后温度才上升。 晶体有各向异性。有些晶体，因在各个方向上排列的差异而导致各向异性 。各向异性只有在单晶中才能表现出来。 二、晶体的内部结构 1．晶格（点阵） 构成晶体的质点以一定的规则排列在空间固定的点上，这些质点的空间排列称为晶格(或点阵)。 结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这 些点称为晶格结点，这些点的总和称为晶格。 最常见的三种晶格： 最常见的为：简单立方晶格、面心立方晶格和体心 立方晶格。 2．晶格结点：结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这些点称为晶格结点。 3．晶胞：构成晶体的最小重复单位称为晶胞。即晶体中能 代表晶格特征的最小部分。 4．*点阵形式（晶格类型）——选讲 根据晶胞的特征，可以划分为七个晶系：立方晶系、四方晶 系六方晶系、菱形晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系， 包含14种晶格。 最常见的为简单立方晶格、面心立方晶格和体心立 方晶格三种。 第二节 离子晶体 一、离子晶体 晶格结点上交替排列着正、负离子，两者之间以离子键相结 合的晶体叫做离子晶体。 1.质点间作用力：离子键 2.性质 有较高的熔点和较大的硬度，但较脆，延展性差，多数溶 于极性溶剂，水溶液或熔融状态下能导电。 晶格能↑ → 熔点↑，硬度↑ 如 r(Mg2+) r(Ca2+) MgO CaO 熔点 2800℃ 2592℃ 硬度 6.5 4.5 3．离子晶体中没有独立的小分子，异号离子互相吸引，故用化学式表示晶体中正、负离子的比例。如NaCl 4．常见的离子晶体结构（1：1型化合物的晶格类型） CsCl型 NaCl型 立方ZnS型 配位数 8：8 6：6 4：4 晶体类型的描述 NaCl型：晶胞为面心立方；阴阳离子均构成面心立方且相互穿插而形成；每个阳离子周围紧密相邻有6个阴离子，每个阴离子周围也有6个阳离子，均形成正八面体；每个晶胞中有4个阳离子和4个阴离子，组成为1：1。 CsCl型：晶胞为体心立方；阴阳离子均构成空心立方体，且相互成为对方立方体的体心；每个阳离子周围有8个阴离子，每个阴离子周围也有8个阳离子，均形成立方体；每个晶胞中有1个阴离子和1个阳离子，组成为1：1。 ZnS型：晶胞为立方晶胞；阴阳离子均构成面心立方且互相穿插而形成；每个阳离子周围有4个阴离子，每个阴离子周围也有4个阳离子，均形成正四面体；晶胞中有4个阳离子和4个阴离子，组成为1：1。 影响晶体配位数的因素 ①离子半径的相对大小 ②离子间的相互影响（指离子的极化、变形） ③温度。温度升高，配位数降低。 第三节 原子晶体和分子晶体 一、原子晶体：晶格结点上为原子，微粒间靠共价键相结合的晶体叫做原子晶体。 1.性质