[理学]3晶体结构.ppt

物质状态：气态 液态 固态 等离子态 晶体中原子排列的作用 原子排列 球密堆积结构 紧密堆积的一层圆球 二层金属原子的堆砌 二类不同的球密堆积结构 球密堆积结构中的四面体空隙和八面体空隙 本章作业 1、填充下表： 物质 晶体中质点间作用力 晶体类型、 熔点 KI 880 Cr 1907 BN(立方） 3300 BBr3 -46 金属镁能带的重叠 3.4.2 金属晶体的堆积模型 如果将金属原子看作等径圆球，金属晶体则是这些等径圆球互相靠近堆积而成。显然，最紧密方式堆积将是最稳定的。 六方最密堆积 面心立方密堆积 体心立方堆积 第一类堆积方式 六方密堆积 第二类堆积方式 立方密堆积 两种结构的金属晶体的晶胞 六方密堆积结构 体心立方堆积结构 金属原子配位数 = 12 金属原子配位数=8 a. 四面体空隙 b. 八面体空隙 ●体心立方结构 金属原子分别占据立方晶胞的顶点位置和体心位置，原子配位数C.N为8，空间体积占有率：68%。 ●面心立方结构 把体心立方堆积的晶胞中的体心球抽走，立方体中就只剩下一个球，得到面心立方，原子配位数C.N为6，空间体积占有率：52%。 ●六方最密堆积 原子配位数C.N为12，空间体积占有率：74%。 3.5.1 离子的特征 ◆正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原子失去电子的数目。 ◆负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性原子获得电子的数目;出现在离子晶体中的负离子还可以是多原子离子(SO42-)。 离子键 的强度 正、负离 子的性质 离子化合 物的性质 取决于 取决于 （1） 离子电荷 (charge) 3.5 离子晶体（ionic crystal） （2） 离子的电子构型 (electronic configuration) ◆ 2e-构型 第二周期的正离子的电子层构型：Li+ 正离子电子构型 ： ◆ 8e-构型 第三周期s区:Na+、Mg2+； 第三周期p区:Al3+； d区第三至第七副族元素失去s及d轨道上的电子。 稀土元素的+3价原子 不同类型的正离子对同种负离子的结合力大小: 8电子构型的离子 18或18+2电子 层构型的离子 8-17电子层 构型的离子 ◆ 18e-构型 ds区第一、第二副族元素： Cu+ ，Ag+等 p区过渡元素：Ga 3+、Tl 3+ ◆ 9~17e-构型 d区元素表现非族价时：Ti3+ ，V2+，Mn2+等 ◆ (18+2)e-构型 p区元素常表现低于族价的正价：Tl+ ，V2+，Sn2+等 （3）离子半径 (radius) ◆严格讲，离子半径无法确定（电子云无明确边界） ◆核间距（nuclear separation）可由x-射线衍射法获得 ◆确定其中一种离子的半径 ◆四种数据，使用时应统一，本书用泡林离子半径 对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上而下增大。 例如： Li＋＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+；F-＜Cl-＜Br-＜I- 2) 对同一元素的正离子而言, 半径随离子电荷升高而减小。 例如: Fe3+＜Fe2+ 对等电子离子而言，半径随负电荷的降低和正电荷的升高而减小。例如： O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+ 相同电荷的过渡元素和内过渡元素正离子的半径均随原子序数的增加而减小。 3.5.2.1 离子键的形成 形成条件 XA-XB2.0 形成化学键 -450 kJ·mol-1 NaCl的晶体形成时显然有能量 变化，右图为其形成时的势能曲线。当到达最低点时，引力与斥力达到平衡状态。 Na -+