第八章晶体结构

1、 第八章第八章 晶体结构晶体结构学习要求：学习要求：1.了解晶体的类型、特征、结构。了解晶体的类型、特征、结构。2.掌握离子晶体的特性，常见的离子晶体。掌握离子晶体的特性，常见的离子晶体。3.了解离子极化对物质性质的影响。了解离子极化对物质性质的影响。目录：第一节第一节 晶体的基本概念晶体的基本概念第二节第二节 离子晶体离子晶体第三节第三节 原子晶体和分子晶体原子晶体和分子晶体第四节第四节 金属键及金属晶体金属键及金属晶体第五节第五节 混合型晶体混合型晶体第六节第六节 离子极化离子极化 物质通常有三种聚集状态：气态、液态、固态物质通常有三种聚集状态：气态、液态、固态固态又分为晶体和非晶体两大类

2、。自然界中绝大多固态又分为晶体和非晶体两大类。自然界中绝大多数都是晶体，有极少数属非晶体。数都是晶体，有极少数属非晶体。第一节第一节 晶体的基本概念晶体的基本概念一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 晶晶 体体 非非 晶晶 体体 1 规则的几何外形（如食盐）规则的几何外形（如食盐） 无定形体（如沥青）无定形体（如沥青） 2 一定压力下，熔点一定（如冰）一定压力下，熔点一定（如冰） 无固定熔点（松香无固定熔点（松香5070） 3 各向异性各向异性 各向同性各向同性晶体的特征：晶体的特征：w晶体有一定规则的几何外形晶体有一定规则的几何外形。不论在何种条件下结。不论在何种条件下结晶，所得的晶体表面夹角（

3、晶角）是一定的。晶，所得的晶体表面夹角（晶角）是一定的。 w晶体有一定的熔点晶体有一定的熔点。晶体在熔化时，在未熔化完之。晶体在熔化时，在未熔化完之前，其体系温度不会上升。只有熔化后温度才上升。前，其体系温度不会上升。只有熔化后温度才上升。 w晶体有各向异性。晶体有各向异性。有些晶体，因在各个方向上排列有些晶体，因在各个方向上排列的差异而导致各向异性的差异而导致各向异性 。各向异性只有在单晶中才。各向异性只有在单晶中才能表现出来。能表现出来。二、晶体的内部结构二、晶体的内部结构 1晶格晶格（点阵）（点阵） 构成晶体的质点以一定的规则排列在空间固构成晶体的质点以一定的规则排列在空间固定的点上，这

4、些质点的空间排列称为晶格定的点上，这些质点的空间排列称为晶格(或或点阵点阵)。结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这些点称为晶格结点，这些点的总和称为晶格。些点称为晶格结点，这些点的总和称为晶格。 最常见的三种晶格：最常见的三种晶格：最常见的为：简单立方晶格、面心立方晶格和体心最常见的为：简单立方晶格、面心立方晶格和体心立方晶格。立方晶格。 2晶格结点：晶格结点：结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这结晶学上，把晶体中的微粒抽象为几何点。这些点称为晶格结点。些点称为晶格结点。 3晶胞晶胞：构成晶体的：构成晶体的最小重复单位最小重复单位称为晶胞。即晶体

5、中能称为晶胞。即晶体中能代表晶格特征的最小部分。代表晶格特征的最小部分。 4*点阵形式（晶格类型）点阵形式（晶格类型）选讲选讲 根据晶胞的特征，可以划分为七个晶系：立方晶系、四方晶根据晶胞的特征，可以划分为七个晶系：立方晶系、四方晶系六方晶系、菱形晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系，系六方晶系、菱形晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系，包含包含14种晶格。种晶格。 最常见的为简单立方晶格、面心立方晶格和体心立最常见的为简单立方晶格、面心立方晶格和体心立方晶格三种。方晶格三种。第二节第二节 离子晶体离子晶体一、离子晶体一、离子晶体晶格结点上交替排列着晶格结点上交替排列着正、负离子正、负离子，两者之

6、间以离子键相结，两者之间以离子键相结合的晶体叫做离子晶体。合的晶体叫做离子晶体。1.质点间作用力质点间作用力：离子键：离子键2.性质性质 有较高的熔点和较大的硬度，但较脆，延展性差，多数溶有较高的熔点和较大的硬度，但较脆，延展性差，多数溶于极性溶剂，水溶液或熔融状态下能导电。于极性溶剂，水溶液或熔融状态下能导电。 晶格能晶格能 熔点熔点，硬度，硬度 如如 r(Mg2+) 917 8（2） 变形性大小变形性大小一般地，负离子半径较大，以变形性为主。阴离子的一般地，负离子半径较大，以变形性为主。阴离子的电荷数越高、半径越大，变形性越大。复杂阴离子电荷数越高、半径越大，变形性越大。复杂阴离子的变形性

7、一般小于简单阴离子的变形性。的变形性一般小于简单阴离子的变形性。 如：如：I- Br- Cl- F-（3）附加极化）附加极化 具有具有182、18电子构型的正离子除有极化作用外电子构型的正离子除有极化作用外还有变形性，在负离子的作用下，正离子发生变形，还有变形性，在负离子的作用下，正离子发生变形，使双方的诱导偶极进一步拉长，这部分增加的极化使双方的诱导偶极进一步拉长，这部分增加的极化称为附加极化。附加极化的大小随离子半径的增大称为附加极化。附加极化的大小随离子半径的增大而增大。而增大。二、离子极化对化合物性质的影响二、离子极化对化合物性质的影响 1离子极化对化学键的影响离子极化对化学键的影响离

8、子相互极化的结果使键的离子性成分减少，键的共离子相互极化的结果使键的离子性成分减少，键的共价性成分增加即键的极性减弱。如价性成分增加即键的极性减弱。如AgI为共价分子。为共价分子。 2离子极化对晶体结构的影响离子极化对晶体结构的影响离子极化的结果使正负离子的电子云相互重叠，缩短离子极化的结果使正负离子的电子云相互重叠，缩短了正负离子的核间距，即改变了正、负离子的半径了正负离子的核间距，即改变了正、负离子的半径比，使晶体结构发生变化。比，使晶体结构发生变化。 一般地，随离子极化增强，晶体的配位数减小，晶一般地，随离子极化增强，晶体的配位数减小，晶型发生变化。型发生变化。3离子极化对物质性质的影响

9、离子极化对物质性质的影响（1）分子的极性越强，溶解度越大。离子极化的结果导致键）分子的极性越强，溶解度越大。离子极化的结果导致键的共价性成分增加，使化合物的极性减弱，从而使其在水中的的共价性成分增加，使化合物的极性减弱，从而使其在水中的溶解度降低。如卤化银系列溶解度随离子极化的变化较典型。溶解度降低。如卤化银系列溶解度随离子极化的变化较典型。如如25时：时： AgF AgCl AgBr AgI溶解度溶解度mol/L 0.15 210-4 2.910-5 2.710-7想一想：有上述溶解度的数据说明了什么问题？想一想：有上述溶解度的数据说明了什么问题？结论：极化作用越强，化合物的溶解度越低。结论：极化作用越强，化合物的溶解度越低。（2）离子极化作用还可使物质的颜色加深极化作）离