晶体结构与性质专题(选修3)

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识分子晶体1固体晶体→原子晶体非晶体离子晶体金属晶体2.晶体与非晶体〔玻璃态〕的差异：①自范性：自发地呈现多面体外形的性质。②微观结构：粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。③各向异性：反映了晶体内部质点排列的有序性。3.得到晶体的方法：①熔融态物质凝固。②气态物质冷却直接凝固。〔凝华〕③溶质从溶液中析出。〔常用〕4.判断晶体、非晶体的方法：①测量熔点：晶体有固定熔点，非晶体无固定熔点。②最可靠的科学方法：X－射线衍射实验〔各向异性〕5.晶胞：晶体中的最小重复单元，且都是平行六面体，蜂巢和蜂室的关系。特征：无隙并置6.晶胞中原子个数的计算〔均摊法〕⑴顶点—同时为8个晶胞甩共有—×1/8⑵棱—同时为4个晶胞甩共有—×1/4⑶面—同时为2个晶胞甩共有—×1/2⑷内部—同时为1个晶胞甩共有—×1第二节分子晶体和原子晶体1.分子晶体：只含分子的晶体称为分子晶体。①构成微粒：分子②粒子间作用力：分子间作用力〔范德华力和氢键〕〔作用力较小〕③物理性质：低熔点、易升华、硬度小④典型的分子晶体：〔1〕非金属氢化物〔2〕局部非金属单质〔3〕局部非金属氧化物〔4〕几乎所有的酸〔5〕绝大多数有机物⑤结构特征：只有范德华力：分子中1个分子与12个相邻。例如：干冰范德华力和氢键：情况不同，氢键有方向性。例如：冰2.原子晶体：原子以共价键结合形成的晶体。①构成微粒：原子②粒子间作用力：共价键〔作用力较强〕③结构：空间立体网状结构④物理性质：熔沸点高，硬度大⑤典型的原子晶体：〔1〕局部非金属单质：B，C，Si，Ge〔2〕局部非金属化合物：SiC、SiO2、BN、Si3N4金刚石的晶体结构和晶胞示意图⑥原子晶体熔沸点上下，硬度的比拟：共价键键长越短，键能越大，晶体硬度越大，熔沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅第三节金属晶体一.1.金属键：在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用。2.电子气理论：金属键是金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”3.金属晶体：金属阳离子和自由电子间通过金属键结合而成的晶体①构成粒子：金属阳离子和自由电子②粒子间作用力：金属键4.金属晶体熔沸点上下比拟：阳离子所带电荷多、半径小那么金属键越强，金属晶体熔沸点越高〔可借用库仑定律〕二.金属晶体的原子堆积模型二维平面1、非密置层2、密置层三维空间非密置层的堆积1、简单立方堆积〔金属Po〕晶胞含1个原子配位数：6空间利用率：52％2、钾型〔碱金属〕晶胞含2个原子配位数：8空间利用率：68％密置层的堆积3、镁型ABAB中心原子配位数12配位数：12空间利用率：74％4、铜型ABCABC中心原子配位数12配位数：12空间利用率：74％第四节离子晶体离子晶体：阴阳离子间通过离子键结合而成的晶体①构成粒子：阴阳离子②粒子间作用力：离子键③物理性质：硬度较大、难以压缩，较高的熔沸点。固态不导电，液态〔熔融〕导电④离子晶体熔沸点上下的比拟：阴阳离子所带电荷多、半径和越小那么离子键〔即晶格能〕越强，离子晶体熔沸点越高，硬度越大〔可借用库仑定律〕2.离子晶体的配位数〔C.N.〕：指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。如：NaCl中的配位数均为6CsCl中的配位数均为83.决定离子晶体中配位数的因素？①正负离子的半径比〔r＋/r－〕――――几何因素②正负离子的电荷比――――电荷因素比拟离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的异同：晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体结构构成晶体的粒子阴阳离子分子原子金属离子、自由电子微粒间作用力离子键范德华力共价键金属键性质熔沸点熔沸点高熔沸点低熔沸点很高熔沸点高或低硬度硬而脆硬度小质地硬硬度大或小溶解性易溶于极性溶剂水溶液能够导电不