晶体结构解读与计算

晶体结构解读与晶体计算一、晶体常识1、晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒周期性无序排列自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向异性区别方法看有无固定熔点或通过固体进行X-射线的衍射实验2、晶体获得的途径熔融态物质凝固气态物质冷却不经过液态直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出3、晶胞：晶胞是描述晶体结构的基本单元，数量巨大的晶胞无隙并置就构成晶体。4、晶胞中粒子数目的计算方法：均摊法原则：晶胞任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是n。对于长方体或立方体，位于顶点的粒子为8个晶胞所共有，位于棱上的粒子位为4个晶胞所共有，位于面上的粒子为2个晶胞所共有，位于内部的粒子不为其他晶胞所共有。对于六棱柱晶胞，位于顶点的粒子为6个晶胞所共有，位于底面棱上的粒子位为4个晶胞所共有，位于侧面棱面上的粒子为3个晶胞所共有，位于面心的粒子为2个晶胞所共有，位于内部的粒子不为其他晶胞所共有。对于其他晶胞中的粒子视具体情况而定。比如，石墨，每一个C原子为三个六边形所共有。根据晶胞粒子数的计算，结合晶胞体积的计算，可以计算晶体的密度。5、注意：具有规则几何外形的固体不一定是晶体，比如玻璃；晶胞不是从晶体中截取出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的平行四边形。二、各类典型晶体的晶体模型解读1、金刚石：（1）每一个C原子与相邻4个C原子以共价键结合,形成正四面体构型。（2）键角为109°28＇（3）最小环由6个C原子组成，并且不在同一个平面上。（4）C原子和C—C键的比值为1：2（5）金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点、6个面心，4个体心,每个晶胞含8个C原子。2、二氧化硅（1） 每一个Si原子与4个O原子以共价键相连，形成正四面体,每一个O原子与2个Si原子以共价键相连；（2） O—Si—O键角为109°28＇。（3） 最小环含12个原子，其中6个Si,6个O；（4） Si与Si—O键的比值为1：4；(5)晶胞属于面心立方，含8个Si,16个O；3、干冰：晶胞属于面心立方，含4个CO2；每个CO2分子与等距离紧邻的CO2有12个。4、 氯化钠每一个Na+紧邻等距的C卜有6个，每一个C卜紧邻等距的Na+有6个，每一个Na+紧邻等距的C卜有12个，每一个C卜紧邻等距的Na+有12个。晶胞属于面心立方，含4个Na+,4个Cl-；5、 氯化铯：每一个Cs+紧邻等距的C卜有8个，每一个C卜紧邻等距的Cs+有8个，每一个Cs+紧邻等距的C卜有6个，每一个C卜紧邻等距的Cs+有6个。晶胞属于立方体，含有含1个Cs+,1个Cl-；6、 简单立方紧密堆积：如Po,空间利用率52%，配位数6,90代表一牛CO：井于含1个金属原子。7、体心立方紧密堆积：如Na、Fe、K,空间利用率68%，配位数8,含2个金属原子。8、 六方最紧密堆积：如Mg、Zn、Ti,空间利用率74%，配位数12,含2个金属原子。9、 面心立方最紧密堆积：如Cu、Ag、Au,空间利用率74%，配位数12,含2个金属原子。10、石墨每一个C与3个C形成共价键，形成正六边形，形成层状结构。层与层之间依靠范德华力结合，电子相对自由键角120°；最小环6个C原子，同处在一个平面上。C与C—C键的比例是2：3；晶胞属于六方体，顶点8个，棱上4个，面上2，体内1个，含4个C原子。三、强化练习1、下列关于二氧化硅晶体网状结构的叙述正确的是()A、 存在四面体结构单元，O处在四面体中心，Si处在四面体顶点B、 最小环上，有3个Si原子和3个O原子C、 最小环上，Si和O原子的个数比为1：2D、 最小环上，有6个Si原子和6个O原子2、下列有关金属晶体和离子晶体的叙述中不正确的是()A、 Na形成的晶体中，每个Na原子周围与其等距离最近的原子有8个B、 Mg形成的晶体中，每个Mg原子周围与其等距离最近的原子有6个C、 在NaCl晶体中，每个Na+周围与其等距离最近的Na+有12个D、 在CsCl晶体中，每个Cs+周围与其等距离最近的C卜有8个3、下列有关晶体的说法正确的是()A、晶体中分子间作用力越大，分子就越稳定B、原子晶体共价键越强，熔点越高C、冰融化时水分子中共价键发生了断裂4、下列说