1、2020/7/29,晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì),2020/7/29,教學(xué)目標(biāo),1、知道晶體與非晶體的結(jié)構(gòu)差異和性質(zhì)差異； 會用均攤法計算晶胞的粒子數(shù)。 、掌握四類晶體（分子晶體、原子晶體、金屬晶體、離子晶體）的概念和區(qū)別； 會根據(jù)物質(zhì)類別判斷晶體類型。 3、掌握各種典型晶體的結(jié)構(gòu)（干冰、水；金剛石、碳化硅、二氧化硅、石墨；金屬晶體的原子堆積模型；氯化鈉、氯化銫、氟化鈣）。 4、理解晶體結(jié)構(gòu)對晶體物理性質(zhì)（熔沸點、溶解性）的影響； 會比較各類晶體的物理性質(zhì)（不同晶體類型間、同種晶體類型間）,2020/7/29,具有規(guī)則的幾何外形,有（能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形),粒子在三維空間周期性有序排列,有,固定,不具有規(guī)則

2、的幾何外形,無(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形),粒子排列相對無序,無,不固定,微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列,一、晶體與非晶體,1、晶體與非晶體的區(qū)別,2020/7/29,2.晶體形成的途徑,熔融態(tài)物質(zhì)凝固. 氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華). 溶質(zhì)從溶液中析出.,3.晶體的特性,有規(guī)則的幾何外形 有固定的熔沸點 物理性質(zhì)(強度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）各向異性,區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對固體進行X-射線衍射實驗。,2020/7/29,二.晶胞,1.定義:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,2、三種典型立方晶體結(jié)構(gòu),2020/7/29,體心：1,面心：1/2,頂點：1/8,棱邊：1/4,3.晶胞

3、中粒子個數(shù)的計算,均攤法：晶胞任意位置上的一個粒子如果是被x個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個粒子分得的份額就是1/x,2020/7/29,陰、陽離子,原子,分子,金屬陽離子和自由電子,金屬鍵,離子鍵,分子間作用力,較高 硬度較大,很高很硬,很低 一般較軟,差別很大,難溶解,相似相溶,固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后導(dǎo)電,不導(dǎo)電 （除硅、鍺）,一般不導(dǎo)電；有些溶于水導(dǎo)電,良導(dǎo)體,共價鍵,三、四種晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較,金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅,金屬單質(zhì)、合金,強堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬氧化物,大多數(shù)全部由 非金屬元素組成的物質(zhì),2020/7/29,四、晶體熔沸點高低的判斷,不同晶體類型的熔沸點比

4、較,.一般：原子晶體離子晶體分子晶體（有例外） .常溫常壓下不同狀態(tài)的物質(zhì)：固體液體 氣體,同種晶體類型物質(zhì)的熔沸點比較,離子晶體：,陰、陽離子電荷數(shù)越大，半徑越小晶格能越大,熔沸點越高,原子晶體：,原子半徑越小鍵長越短鍵能越大,熔沸點越高,分子晶體：,相對分子質(zhì)量越大，分子的極性越大,熔沸點越高,.有分子間氫鍵的熔沸點較高（水、HF、NH3）,金屬晶體：,金屬陽離子電荷數(shù)越高，半徑越小,熔沸點越高,.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體:,2020/7/29,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,1、分子晶體的結(jié)構(gòu)特征,（2）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征 如：HF 、冰、NH3,（1）只有范德華力，無分子間氫鍵

5、分子密堆積 每個分子周圍有12個緊鄰的分子， 如：C60、干冰 、I2、O2,2020/7/29,分子的密堆積,（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個 ）,干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,2020/7/29,冰中個水分子周圍有個水分子,冰的結(jié)構(gòu),氫鍵具有方向性,分子的非密堆積,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,2020/7/29,10928,共價鍵，鍵長很短， 鍵能很大,碳：SP3雜化,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,2、原子晶體的結(jié)構(gòu)特征,基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，最小的 環(huán)為六元環(huán)。碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù) 之比為1:2,（1）金剛石,2020/7/29,180,10928,Si,O,共價鍵,二氧化

6、硅,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，最小的環(huán)為十二元環(huán)。硅原子數(shù)與Si-O鍵數(shù)之比為1:4,2020/7/29,（3）碳化硅,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,一個碳原子周圍結(jié)合4個硅原子，一個硅原子周圍結(jié)合4個碳原子，基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，最小的環(huán)為六元環(huán)，最小環(huán)上有3個硅原子、3個碳原子。,2020/7/29,離子的配位數(shù)（C.N.）指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。氯化鈉晶體中鈉離子的配位數(shù)為 ，氯離子的配位數(shù)為 。,每個晶胞含鈉離子 個，氯離子 個,與Na+等距離且最近的Na+ 有 ， 與Cl-等距離且最近的Cl-有 。,4,4,6,6,12,12,3、離子晶體的結(jié)構(gòu)特征

7、,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,（1）氯化鈉,2020/7/29,NaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù),2020/7/29,（2）CsCl晶胞,銫離子和氯離子的位置：,銫離子：體心 氯離子：頂點；或者反之。,每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù),銫離子：1個 ；氯離子：1個,氯化銫晶體中銫離子的配位數(shù)為 ，氯離子的配位數(shù)為 。,8,8,與Cs+等距離且最近的Cs+ 有 ， 與Cl-等距離且最近的Cl-有 。,6,6,2020/7/29,(3)CaF2,Ca2+的配位數(shù)：,F-的配位數(shù)：,一個CaF2晶胞中含 個Ca2+和 個F-,8,4,4,8,2020/7/29,(1)幾何因素-正負離子的半徑比(r+/r-

8、),(2)電荷因素-正負離子的電荷比 CaF2 晶體中正離子配位數(shù)8,負離子配位數(shù)為多少？ TiO2晶體中正離子的配位數(shù)為6，負離子的配位數(shù)為多少？,(3)鍵性因素-離子鍵的純粹程度,1.離子晶體中離子的配位數(shù)的決定因素,2020/7/29,2.晶格能,1.晶格能:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)正離子和氣態(tài)負離子形成1mol離子晶體所釋放的能量.,2.影響晶格能的因素: (1)與正負離子電荷成正比 (2)與核間距成反比(與半徑成反比) 3.晶格能與離子晶體的物理性質(zhì): 晶格能越大,離子晶體越穩(wěn)定,熔沸點越高、硬度越大.,2020/7/29,4、金屬晶體的原子堆積模型,原子在二維平面上的兩種放置方式,非密置層 配位數(shù)為,密置層 配位數(shù)為,五、各類晶體的結(jié)構(gòu)特征,2020/7/29,三維堆積四種方式,二、金屬晶體的