第11章 晶体结构.ppt

化学键键型和晶体构型的变异 键型和晶型的变化 石墨晶体 结构 离子极化对晶体结构的影响 离子的变形性 离子在外电场作用下电子云变形的能力 影响因素 离子的核电荷对外层电子吸引的紧密程度 外层电子数目，构型 离子半径 负离子电荷 正离子电荷 通常负离子变形性比正离子大得多 离子的极化能力 离子对周围离子所施加的电场强度 外层电子构型相同的离子，半径越小，电价越高的离子，极化能力越大。 　　离子极化能力与Z/r2 (离子势)成正比 　　Z：离子电荷数；r ：离子半径(pm) 离子极化对晶体结构的影响 主要考虑正离子对负离子的极化 阳离子的极化力与变形性 Z越大，r+越小，极化力越强，变形性越小。 Z，r+相近时取决于离子的电子构型。 极化力：8 9 - 17 18 (18 + 2) r+越大离子的变形性越大 变形性：Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 电子构型与变形性 变形性： 8 9 - 17 18 (18 + 2) 离子极化对晶体结构的影响 阴离子 电子层结构相同时，Z、r-越大，变形性越大 F- Cl- Br- I- O2- S2- Se2- Te2- 对称性强，结构紧密的复杂阴离子变形性不大 ClO4- SO42- 离子极化对晶体结构的影响 极化力大的是电荷高半径小的阳离子，如Al3+,Fe3+和18，18+2电子构型的阳离子 变形性大的是体积大的阴离子和18，18+2电子构型的阳离子. 极化作用和相互极化作用较强的有CdS, PbS, HgS等。 离子极化对晶体结构的影响 相互极化 AgX r++ r- 实测键长 键型 溶解度 颜色 AgF 259 246 离子键 易溶 白 AgCl 307 277 过渡型 难溶 白 AgBr 322 288 过渡型 难溶 浅黄 AgI 346 299 共价键 难溶 黄 对键型的影响 离子极化对物质性质的影响 其它卤化物、硫化物的颜色 Hg2+ Pb2+ Bi3+ Ni2+ Cl- 白 白 白 黄 Br- 白 白 橙 棕 I- 红 黄 黄 黑 S2- 红 黄 黑 黑 离子极化对物质性质的影响 总结：极化作用对化合物性质的影响？ 晶体缺陷的产生： 粒子离开正常位置去占领一个间隙位置而产生 少量其它原子或离子掺入晶格而产生 晶体缺陷及非晶体 晶体缺陷及非晶体 非晶体　 组成非晶体的微粒的空间排列杂乱无章 不能像晶体那样产生特定的晶面，而显得无一定的形状。 就此而言，非晶体颇像液体，所以也可以把非晶体看作“过冷的液体”。 石英 石英玻璃 多组分玻璃 11.7, 11.14, 11.16 习 题 * * * 第11章 晶体结构 11.1 晶体的特征 11.2 晶体结构的周期性 11.3 等径圆球的堆积 11.4 晶体的基本类型及其结构 11.5 化学键键型和晶体构型的变异 11.6 晶体的缺陷? 非晶体 晶体的特征 具有规则的几何外形，而非晶体没有一定的外形(俗称无定形体)。 具有固定的熔点，而非晶体则无固定熔点。 各向异性(anisotropy)，而非晶体显各向同性(isotropy)。 石英晶体 石英玻璃 晶面夹角守恒定律 晶体学的第一个定律 (丹麦 Steno) 石英晶面的形状大小尽管变化多端，但对应晶面间的夹角都相等。 不论哪一种形状的石英晶体，其a面与b面，b面与c面，a面与c面之间的夹角相等。 晶体结构的周期性 晶体内部的结构单元(原子、分子、原子团或离子)在空间作有规则的周期性排列。 抽象点 点联结在一起即为晶格，也叫空间格子。 晶胞与晶胞参数 晶胞(unit cell) 晶体的基本重复单位 晶胞参数 晶胞的大小和形状 3个边长a, b, c 由bc, ca, ab所成的3个夹角α, β, γ 七种晶系 晶系的14种Bravias空间点阵型式 晶体的基本类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 共价晶体 金属原子的堆积方式 非密置层堆积 密置层堆积 简单立方堆积 非密置层堆积 空间利用率只有52%，是金属中最不稳定的结构，只有少数金属如α-Po属于这种类型。 4/3 ·π(a/2)3 —————— = 52% (a)3 晶胞所含原子数 配位数: 6 体心立方堆积 非密置层堆积 2 · 4/3 ·π(31/3a/4)3 ———————— = 68% (a)3 晶胞所含原子数 配位数： 8 周期表中碱金属Li, Na, K, Rb, Cs和一些过渡属V, Nb, Ta,Cr, Mn, Fe等20多金属属于体心立方晶体。 1