晶体的类型和性质

晶体的类型和性质第1页，共26页，2023年，2月20日，星期五第一单元

金刚石晶体的类型与性质第2页，共26页，2023年，2月20日，星期五1、晶体的定义“晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。”注意：（1）一种物质是否是晶体是由其内部结构决定的，而非由外观判断；（2）周期性是晶体结构最基本的特征。一、晶体第3页，共26页，2023年，2月20日，星期五图片第4页，共26页，2023年，2月20日，星期五图片BBO晶体第5页，共26页，2023年，2月20日，星期五2、晶体性质

⑴均匀性（内部各个部分的宏观性质相同。如密度）⑵各向异性⑶自发地形成多面体外形F+V=E+2

其中，F-晶面，V-顶点，E-晶棱⑷有明显确定的熔点第6页，共26页，2023年，2月20日，星期五石墨在平行于层的方向上电导率高且为半金属性导电;垂直于层的方向上电导率低且为半导体性导电.图中红、蓝球均为C原子第7页，共26页，2023年，2月20日，星期五晶

体

的

自

范

性

晶体在理想生长环境中能自发地形成规则的凸多面体外形，满足欧拉定理：

F（晶面数）+V（顶点数）=E（晶棱数）+2第8页，共26页，2023年，2月20日，星期五晶

体

有

确

定

的

熔

点

第9页，共26页，2023年，2月20日，星期五晶体的判断：①晶体中的微粒按一定的规则排列②有规则的几何形状（是物质微粒内部结构的外部反映）③具有一定的熔沸点小结第10页，共26页，2023年，2月20日，星期五按成键特点分为：原子晶体：金刚石离子晶体：NaCl

分子晶体：冰金属晶体：Cu二、晶体分类晶体离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体第11页，共26页，2023年，2月20日，星期五（一）离子晶体第12页，共26页，2023年，2月20日，星期五2)NaCl晶体的粒子是如何排列的？1）构成NaCl晶体的微粒是什么？这些微粒是怎样结合在一起的?每个Na+同时吸引几个Cl-?每个Na+同时吸引6个Cl-每个Cl-同时吸引几个Na+?每个Cl-同时吸引6个Na+NaCl晶体Na+

Cl-

离子键第13页，共26页，2023年，2月20日，星期五1、概念：由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体。

4、如何判断一种晶体是否为离子晶体？哪些物质属于离子晶体？3、共同的物理性质：1)溶沸点较高、难于压缩、硬度较大.2)固态时不导电，熔融状态或溶于水时能导电。（一般离子键作用越强熔沸点越高）2、结构特点：（1）构成晶体的粒子：阴、阳离子（2）粒子间的作用：离子键（3）阴阳离子有规则的排列；在晶体中，不存在单个分子；阴阳离子有确定的个数比（一）离子晶体是否含有阴、阳离子；是否含离子键；熔融是能否导电.常见物质：强碱、金属氧化物、大多数盐。第14页，共26页，2023年，2月20日，星期五(3)NaCl晶体内无单个的分子，NaCl表示晶体中两种离子的个数比为1：1是如何得来的？

⑴处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子有1/8属于晶胞；⑵处于棱上的粒子，每个粒子有1/4属于晶胞。⑶处于面上的粒子，每个粒子有1/2属于晶胞。⑷处于内部的粒子，完全属于晶胞。Na+数=1+12×1/4=4;Cl-数=8×1/8+6×1/2=4

晶胞是晶体结构中具有代表性的最小重复单元，在上述NaCl晶胞中，Na+和Cl-的个数分别是多少？第15页，共26页，2023年，2月20日，星期五思考并回答下列问题1.为什么氯化钠熔融状态或其水溶液能导电？2.描述氯化钠水溶液蒸发、冷却、结晶如何变为离子晶体？当离子晶体受热熔化时，由于温度升高，离子的运动加快，克服了阴阳离子间的引力，产生了能自由移动的阴阳离子，所以，熔化的NaCl能导电。NaCl晶体易溶于水，当NaCl溶解于水中时，由于水分子的作用，使Na+和Cl-之间的作用力减弱弱，NaCl电离成能自由移动的水合钠离子和水合氯离子，所经，NaCl水溶液也能导电。

当氯化钠水溶液蒸发时，水不断减少，离子的密度变大，形成过饱和溶液，温度降低，离子运动变慢，阴阳离子间产生静电作用，并按一定规则排列形成晶体。3.NaCl熔、沸点分别为8010C、14130C，CsCl熔、沸点为6450C、12900C，为什么NaCl高一些？第16页，共26页，2023年，2月20日，星期五小结1、晶体定义、分类、晶体类型。2、NaCl晶体的结构，一种计算方法。3、离子晶体定义、特点、性质。第17页，共26页，2023年，2月20日，星期五三种典型立方晶体结构简单立方体心立方面心立方第18页，共26页，2023年，2月20日，星期五1.下列不存在化学键的晶体是：()A.硝酸钾B.干冰C.冰D.固体氩课堂练习2、在氯化钠晶体中，若钠离子与周围最近的氯离子距离为a，那么每个钠离子周围最近且等距离的钠离子有_______个，其距离为__________。2a12D第19页，共26页，2023年，2月20日，星期五3、在氯化钠晶体中，每个Na+周围与之最接近且距离相等的Cl-共有

个；这几个Cl-在空间构成的几何构型为

。6正八面体第20页，共26页，2023年，2月20日，星期五4、在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl-)共有

；这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为

；在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有

；这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为

；CsCl晶体8个立方体6个正八面体第21页，共26页，2023年，2月20日，星期五5、1987年2月，朱经武（PaulChu）教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（）A.YBa2CuO7-XB.YBa2Cu2O7-X

C.YBa2Cu3O7-XD.YBa2Cu4O7-XCu8×(1/8)+8×(1/4)=31/8Ba2Y1C1/41/41/2第22页，共26页，2023年，2月20日，星期五6、晶体中Na+和Cl-间最小距离为acm，计算NaCl晶体的密度第23页，共26页，2023年，2月20日，星期五7.某离子晶体的晶胞结构如右图所示：●表示X离子，位于立方体的顶点；○表示Y离子，位于立方体的中心。试分析：（1）晶体中每个Y同时吸引着

个X，每个X同时吸引着

个Y，该晶体的化学式为

。（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有

个。（3）晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角（∠XYX）为（填角的度数）

。（4）设该晶体的摩尔质量为Mg/mol，晶体密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为

cm。109028′Y2X或Y2X4812第24页，共26页，2023年，2月20日，星期五晶格能

晶格能又称点阵能。被定义为在0K、1个标准压力下,1mol离子晶体转化成相互无限远离的气态离子时内能的变化值（吸收的能量），用符号L0表示。

第25页，共26页，2023年，2月20日，星期五晶格能是离子晶体中离子间结合力大小的一个量度。晶格能越大，表示离子晶体越稳定，破坏其晶体耗能越多。我们知道离子晶体间存在着离子间的静电引力，因此，晶格能本质上是离子间静电引力大小的量度。离子化合物的晶格能一般都比较大，这是由于离子间有强烈的静电引力之故。较大的晶格能意味着离子间结合紧密，这样的离子化合物其熔点和硬度必定很高。事实上，高熔点、高硬度就是离子化合物的显著特征。既然是静电引力，可以想象，正负离子的电荷越高，核间距离越小，静电引力就越大，晶格能就越大。相应地，其熔点、硬度就越大，这就是如MgO、