晶体结构与性质专题(选修3).doc

第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体的常识 分子晶体 1固体 晶体 → 原子晶体 非晶体 离子晶体 金属晶体 2. 晶体与非晶体（玻璃态）的差别： ① 自范性：自发地呈现多面体外形的性质。 ② 微观结构：粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。 ③ 各向异性：反映了晶体内部质点排列的有序性。 3.得到晶体的方法： ① 熔融态物质凝固。 ② 气态物质冷却直接凝固。（凝华） ③ 溶质从溶液中析出。（常用） 4.判断晶体、非晶体的方法： ① 测量熔点：晶体有固定熔点，非晶体无固定熔点。 ② 最可靠的科学方法：X－射线衍射实验（各向异性） 5.晶胞：晶体中的最小重复单元，且都是平行六面体，蜂巢和蜂室的关系。 特征：无隙并置 6.晶胞中原子个数的计算（均摊法） ⑴顶点—同时为8个晶胞甩共有—×1/8 ⑵棱—同时为4个晶胞甩共有—×1/4 ⑶面—同时为2个晶胞甩共有—×1/2 ⑷内部—同时为1个晶胞甩共有—×1 第二节 分子晶体和原子晶体 1.分子晶体：只含分子的晶体称为分子晶体。 ① 构成微粒： 分子 ②粒子间作用力：分子间作用力（范德华力和氢键）（作用力较小） ③物理性质：低熔点、易升华、硬度小 ④典型的分子晶体：（1）非金属氢化物 （2）部分非金属单质 （3）部分非金属氧化物 （4）几乎所有的酸 （5）绝大多数有机物 ⑤结构特征：只有范德华力：分子中1个分子与12个相邻。例如：干冰 范德华力和氢键：情况不同，氢键有方向性。例如：冰 2. 原子晶体：原子以共价键结合形成的晶体。 ① 构成微粒： 原子 ② 粒子间作用力：共价键（作用力较强） ③ 结构：空间立体网状结构 ④ 物理性质：熔沸点高，硬度大 ⑤ 典型的原子晶体：（1）部分非金属单质：B，C，Si，Ge （2）部分非金属化合物：SiC、SiO2、BN、Si3N4 金刚石的晶体结构和晶胞示意图 ⑥ 原子晶体熔沸点高低，硬度的比较： 共价键键长越短，键能越大，晶体硬度越大，熔沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅晶体硅 第三节 金属晶体 一.1.金属键：在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用。 2. 电子气理论：金属键是金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气” 3.金属晶体：金属阳离子和自由电子间通过金属键结合而成的晶体 ① 构成粒子：金属阳离子和自由电子 ② 粒子间作用力：金属键 4.金属晶体熔沸点高低比较： 阳离子所带电荷多、半径小则金属键越强，金属晶体熔沸点越高（可借用库仑定律） 二.金属晶体的原子堆积模型 二维平面 1、非密置层 2、密置层 三维空间 非密置层的堆积 1、简单立方堆积（金属Po） 晶胞含1个原子 配位数：6 空间利用率：52％ 2、钾型 （碱金属） 晶胞含2个原子 配位数：8 空间利用率：68％ 密置层的堆积 3、镁型 ABAB 中心原子配位数12 配位数：12 空间利用率：74％ 4、铜型 ABCABC 中心原子配位数12 配位数：12 空间利用率：74％ 第四节 离子晶体 离子晶体：阴阳离子间通过离子键结合而成的晶体 ① 构成粒子：阴阳离子 ② 粒子间作用力：离子键 ③ 物理性质：硬度较大、难以压缩，较高的熔沸点。固态不导电，液态（熔融）导电 ④ 离子晶体熔沸点高低的比较： 阴阳离子所带电荷多、半径和越小则离子键（即晶格能）越强，离子晶体熔沸点越高，硬度越大（可借用库仑定律） 2.离子晶体的配位数（C.N.）：指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 如：NaCl中的配位数均为6 CsCl中的配位数均为8 3. 决定离子晶体中配位数的因素？ ①正负离子的半径比（r＋/r－）――――几何因素 ②正负离子的电荷比――――电荷因素 比较离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的异同： 晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 结 构 构成晶体的 粒子 阴阳离子 分子 原子 金属离子、自由电子 微粒间 作用力 离子键 范德华力 共价键 金属键 性 质 熔沸点 熔沸点高 熔沸点低 熔沸点很高 熔沸点高或低 硬度 硬而脆 硬度小