1.4 晶体结构.ppt

0.225 —— 0.414 4 ：4 ZnS 型晶体结构 0.414 —— 0.732 6 ：6 NaCl 型晶体结构 0.732 —— 1.000 8 ：8 CsCl 型晶体结构 注意：讨论中将离子视为刚性球体，这与实际情况有出入。但这些计算结果仍不失为一组重要的参考数据。因而，我们可以用离子间的半径比值作为判断配位数的参考。 若 r + 再增大，可达到 12 配位； r + 再减小，则形成 3 配位。 这就是半径比规则，用半径比规则可以判断离子晶体的空间结构类型。 总之，配位数与 r +/ r－ 之比相关： 应用半径比规则判断离子晶体的空间构型时，有两种例外情况： （1）若求得的r+/r－值很接近于极限值， 如：GeO2 r+/r－ = 0.40 (接近于0.414)， GeO2含有两种空间构型。 既不完全是ZnS型，也不完全是NaCl型。 （2）有时，用半径比规则判断的构型与实际相矛盾，这 时要遵重事实。如：RbCl的半径比r+/r－ = 0.8 应该是CsCl型，配位数应该是8：8，实际是NaCl 型的，配位数为 6 ：6 金属晶体的特征 金属晶体的晶格结点上排列着金属原子或金属阳离子，在结点的间隙中有许多从金属原子上“脱落下来”的自由电子，整个晶体靠共用一些自由电子结合起来，所以质点间的作用力是很强的金属键力。 1. 结点粒子和作用力 金属键——由许多原子或离子共用一些能够不 　　　 停地运动的自由电子而形成的特殊 形式的共价键，叫金属键。 所以，金属键又叫改性的共价键。 如：W、Cr等晶体的熔、沸点较高， 如：Hg、Ga、K、Na等晶体的熔、沸点较低。 。 2. 熔、沸点差别较大 由于金属晶体内有自由移动的电子，在外电压的作用下，自由电子可以定向移动，故有导电性 。受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递能量。故金属是热的良导体。 3. 导电性、导热性 4. 延展性好 金属受外力而发生变形时，金属键不被破坏，故金属有很好的延展性,与离子晶体的情况相反。 自由电子 + 金属离子 金属原子 错位 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 虽然错位变形，但是金属原子和金属离子间没有失去联系。 5. 金属有光泽 金属可以吸收波长范围很广的光，并能重新反射出来，故金属晶体不透明，且有金属光泽。 何种元素的原子容易形成金属晶体呢？ 一般来说，元素原子的电离能越小，它的原子越容易失去电子变成阳离子和自由电子，则该元素的原子越容易形成金属晶体。如：碱金属有较强的金属性，易形成金属晶体；而卤素、氧族元素不能形成金属晶体。 金属晶体的空间结构 金属晶体中金属原子和离子是以紧密堆积的形式存在的 ，为什么？ 在金属晶体中，自由电子绝大多数是 s 电子，也就是说金属键是由数目众多的 s 轨道组成的；我们知道，s 轨道没有方向性，因此金属键既没有饱和性，也没有方向性。只要空间条件允许，就可以尽可能多的形成金属键。可是，金属原子中能用来成键的价电子数毕竟很少，为了使这些电子尽可能满足成键的要求，金属在形成晶体时，总是倾向于组成尽可能紧密的结构，使每个 1. 金属晶体空间结构——紧密堆积 原子尽可能多的与其它原子接触，以保证轨道最大限度的重叠，结构才稳定。如果我们把金属原子或金属阳离子看成是刚性球体，它们的排列方式就采取紧密堆积的形式。 紧密堆积： 就是质点之间的作用力，使质点间尽可能地互相接近，使它们占有最小的空间。 我们常用空间利用率的大小，表示紧密堆积的程度。空间利用率越大，说明紧密堆积的程度越大，即堆积得越紧密。 空间利用： 指空间被晶格质点占满的百分数。 2. 紧密堆积的三种方式 金属的堆积方式 ① 体心立方紧密堆积 ② 六方紧密堆积 ③ 面心立方紧密堆积 ① 体心立方紧密堆积(Body-centred Cu