大学化学甘孟瑜第7章晶体结构

1、7. 1 晶体的特征晶体的特征晶体晶体由原子、分子、离子等微粒在空间按一定规律由原子、分子、离子等微粒在空间按一定规律周期性地重复排列而成的固体物质。周期性地重复排列而成的固体物质。7.1.17.1.1晶体的基本性质晶体的基本性质（1）整齐规则的几何外形）整齐规则的几何外形（2）各向异性的特征）各向异性的特征（3）具有固定的熔点）具有固定的熔点（4）X射线衍射效应射线衍射效应 （2）晶胞）晶胞晶体的一个基本结构单元。晶体的一个基本结构单元。 （3）晶胞参数）晶胞参数 六面体的六面体的3条边长：条边长：a、b、c bc、ca、ab所形成的所形成的3个夹角：个夹角：、（1）晶格）晶格 结点结点晶体

2、中的微粒抽象成几何上的点。晶体中的微粒抽象成几何上的点。 晶格晶格结点按一定规则组成的几何图形。结点按一定规则组成的几何图形。NaCl晶格7.1.2 点阵（晶格）点阵（晶格）（4 4） 7 7 种晶系种晶系 晶 系 边 长 夹 角晶体实例立方四方正交三方六方单斜三斜a=b=ca=bcabca=b=ca=bcabcabc =900=900=900=900=900 =1200=900 900900Cu NaClSn SnO2I2 HgCl2Bi Al2O3Mg AgIS KClO3CuSO45H2O7.2晶体的基本类型晶体的基本类型1.1.四种基本类型的晶体四种基本类型的晶体 晶体类型晶体类型结合

3、力结合力熔沸点、硬熔沸点、硬度度导电性导电性周期表中的位置周期表中的位置离子晶体离子晶体离子键离子键较高较高水溶液导电水溶液导电存在于化合物中存在于化合物中原子晶体原子晶体共价键共价键高高半导体半导体AA：C,Si,Ge,A:BC,Si,Ge,A:B分子晶体分子晶体分子间力分子间力低低绝缘体绝缘体P P区非金属元素区非金属元素金属晶体金属晶体金属键金属键较高较高良导体良导体S S区区,d,d区区,ds,ds区金区金属属2. 2. 混合键型晶体混合键型晶体链状晶体链状晶体硅酸盐晶体硅酸盐晶体层状晶体层状晶体石墨石墨7.3 7.3 单质的晶体结构及其物理性单质的晶体结构及其物理性质的周期性质的周期

4、性（1 1） 周期系中元素单质的晶体类型周期系中元素单质的晶体类型 同一周期从左到右，元素单质由典型的金属晶体，经原同一周期从左到右，元素单质由典型的金属晶体，经原子晶体或层状，链状过渡型晶体逐渐变化到分子晶体。子晶体或层状，链状过渡型晶体逐渐变化到分子晶体。s s区区d d区、区、dsds区区p p区区AA、AAp p区区AAAA、0 0族族金属晶体金属晶体 原子晶体原子晶体 过渡性晶体过渡性晶体 分子晶体分子晶体（2）球碳C60（3）对角线规则）对角线规则（4）单质的物理性质）单质的物理性质1）密度）密度同周期，从左到右元素单质的密度按由小到大再变小的规律递变。同周期，从左到右元素单质的密

5、度按由小到大再变小的规律递变。重金属重金属 轻金属轻金属 锇的锇的最大最大=22.48gcm-32）熔点、硬度）熔点、硬度总趋势：从左到右，按低总趋势：从左到右，按低高高低的变化规律递变低的变化规律递变 溶点最高的元素，金刚石（溶点最高的元素，金刚石（3550）3）导电性）导电性金属元素的单质具有金属晶体结构，都是导体，以分子晶体形成的非金属单金属元素的单质具有金属晶体结构，都是导体，以分子晶体形成的非金属单质是绝缘体；在质是绝缘体；在P区对角线附近的元素单质多为半导体性质区对角线附近的元素单质多为半导体性质导电性最好的金属元素：导电性最好的金属元素：Ag，Cu，Au(金金)7.57.5晶体缺

6、陷晶体缺陷(crystal defect)(crystal defect) 7.5.17.5.1晶体缺陷类型晶体缺陷类型 晶体是内部微粒作有规则排列构成的晶体是内部微粒作有规则排列构成的固体。在实际晶体中大都存在着结构上的固体。在实际晶体中大都存在着结构上的缺陷，致使实际晶体偏离了理想晶体，材缺陷，致使实际晶体偏离了理想晶体，材料的一些性能与晶体缺陷密切相关。料的一些性能与晶体缺陷密切相关。7.5.1晶体缺陷的种类晶体缺陷的种类 （1 1）点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷）点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 （2 2）本征缺陷）本征缺陷 （3 3）杂质缺陷）杂质缺陷 7.5.27.5.2杂质缺陷与信息材料杂质