1.4-晶体结构解析

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1、Chapter 1 物质结构 元素周期律1.4 晶体结构晶体的特征晶体的特征固体固体晶体晶体非晶体非晶体无定型物质无定型物质两者有何区别？两者有何区别？（1）（2）（3）晶体晶体 无定型物质无定型物质具有整齐规则的几何外形具有整齐规则的几何外形 外形不规则外形不规则在一定压力下具有固定的熔在一定压力下具有固定的熔点点 没有固定熔点没有固定熔点 具有各向异性具有各向异性 各向同性各向同性各向异性：各向异性：晶体在不同方向上的物理性能，如：导晶体在不同方向上的物理性能，如：导电性、导热性等，在晶体的各个面上不同，这一性电性、导热性等，在晶体的各个面上不同，这一性质叫各向异性。质叫各向异性。晶体：晶

2、体：质点（分子、原子或离子）在空间有规则地质点（分子、原子或离子）在空间有规则地排列成的，具有整齐的外形，以多面体出现的固体排列成的，具有整齐的外形，以多面体出现的固体物质叫晶体。物质叫晶体。晶格和晶胞晶格和晶胞NaCl晶体的晶格晶体的晶格Na+ClNaCl晶体的晶胞晶体的晶胞晶格：晶格：在研究晶体内粒子的排列时，通常把各种粒子在研究晶体内粒子的排列时，通常把各种粒子抽象地看成几何的点，这时，整个晶体就被看成是空抽象地看成几何的点，这时，整个晶体就被看成是空间按一定规律整齐排列的点组成的，这些点的总和具间按一定规律整齐排列的点组成的，这些点的总和具有一定的形状，这些点的总和叫晶格。晶格上的点叫

3、有一定的形状，这些点的总和叫晶格。晶格上的点叫晶格结点。晶格结点。晶胞：晶胞：晶格中，含有晶体结构中具有代表性的晶格中，含有晶体结构中具有代表性的最小重最小重复单位复单位叫晶胞。晶胞在各个方向的无限重复就是晶体。叫晶胞。晶胞在各个方向的无限重复就是晶体。所以，晶体的性质与晶胞的大小、晶胞的形状和所以，晶体的性质与晶胞的大小、晶胞的形状和晶胞中质点的种类（分子、原子或离子）以及质点间晶胞中质点的种类（分子、原子或离子）以及质点间的作用力有关。的作用力有关。因为晶胞决定晶格，晶格又是晶体的抽象化表示因为晶胞决定晶格，晶格又是晶体的抽象化表示法，所以，晶胞的性质决定晶体的性质；晶格类型与法，所以，晶

4、胞的性质决定晶体的性质；晶格类型与晶胞的大小、形状有关。晶胞的大小、形状有关。晶格类型晶格类型晶胞的特征（大小、形状）常用六个常数描述；它们晶胞的特征（大小、形状）常用六个常数描述；它们是是a、b、c、，叫，叫晶胞参数晶胞参数若晶胞是平行六面体，若晶胞是平行六面体，则则a、b、c是棱长，是棱长，、是晶角，是晶角，分别是分别是bc，ca,ab 所组成的夹角。所组成的夹角。晶胞的两个要素：晶胞的两个要素：一是一是晶胞的大小、型晶胞的大小、型式式。晶胞的大小、型式由。晶胞的大小、型式由a、b、c三个晶轴及它们三个晶轴及它们间的夹角间的夹角.所确定。所确定。另一是另一是晶胞的内容晶胞的内容。由组成晶胞

5、的原子或分子由组成晶胞的原子或分子及它们在晶胞中的位置所及它们在晶胞中的位置所决定。决定。布拉维系布拉维系-七大晶系七大晶系边长边长:a=b=c夹角夹角:=900实例实例:Cu,NaCl立方立方边长边长:a=b c夹角夹角:=900实例实例:Sn,SnCl2四方四方边长边长:a=b c夹角夹角:=900 =1200实例实例:Mg,AgI六方正交正交边长边长:a b c夹角夹角:=900实例实例:I2 HgCl2边长边长:a b c夹角夹角:=900 900实例实例:S,KClO3单斜单斜边长边长:a b c夹角夹角:900实例实例:CuSO4.5H2O三斜三斜菱方菱方边长边长:a=b=c夹角夹

6、角:=90实例实例:Al2O3,CaCO3,As,Bi晶体类型晶体类型 根据晶格结点上的粒子的种类不同，晶体可根据晶格结点上的粒子的种类不同，晶体可以分成四种类型：以分成四种类型：（1）离子晶体：）离子晶体：（2）原子晶体：）原子晶体：（3）分子晶体：）分子晶体：（4）金属晶体：）金属晶体：晶格结点上交替排列的是正、晶格结点上交替排列的是正、负离子。负离子。晶格结点上排列的是中性原子。晶格结点上排列的是中性原子。晶格结点上排列的是中性分子。晶格结点上排列的是中性分子。晶格结点上排列的是金属原子晶格结点上排列的是金属原子或金属离子或金属离子离子晶体的特征离子晶体的特征 1.结点粒子和作用力结点粒

7、子和作用力离子晶体的晶格结点上交替排列的是正、负离子，所离子晶体的晶格结点上交替排列的是正、负离子，所以质点间的作用力是很强的离子键力（静电作用力）。以质点间的作用力是很强的离子键力（静电作用力）。2.熔、沸点较高熔、沸点较高离子晶体的熔、沸点较高，并且正、负离子电荷越离子晶体的熔、沸点较高，并且正、负离子电荷越高，两核间距越小，静电作用越强，离子键越强，则高，两核间距越小，静电作用越强，离子键越强，则晶体的熔、沸点越高。晶体的熔、沸点越高。例如：例如：NaCl MgO 熔点：熔点：MgO CaO NaCl KClb.p.1413 C 3600 Cm.p.801 C 2800 C3.导电性：导

8、电性：离子晶体的水溶液或熔融态导电，是通过离子晶体的水溶液或熔融态导电，是通过离子的定向迁移完成的，而不是通过电子流动导电离子的定向迁移完成的，而不是通过电子流动导电。因为结点上是正、负离子，只能在结点附近有规则的因为结点上是正、负离子，只能在结点附近有规则的振动，不能自由移动。振动，不能自由移动。4.硬度高硬度高 延展性差：延展性差：因离子键强度大，所以硬度高因离子键强度大，所以硬度高。但受到外力冲击时，易发生错位，导致破碎但受到外力冲击时，易发生错位，导致破碎。+错位错位+F受力时发生错位，使正正受力时发生错位，使正正离子相切，负负离子相切，离子相切，负负离子相切，彼此排斥，离子键失去作彼

9、此排斥，离子键失去作用，故离子晶体无延展性用，故离子晶体无延展性。如如 CaCO3 可可 用于雕刻，用于雕刻，而不可用于锻造，即不具而不可用于锻造，即不具有延展性有延展性。5.溶解性：溶解性：离子晶体易溶于极性溶剂中，因为溶剂分离子晶体易溶于极性溶剂中，因为溶剂分子与离子间的作用力（吸引力），足以克服晶体内离子与离子间的作用力（吸引力），足以克服晶体内离子间的吸引力，而且极性分子的偶极矩越大（极性越子间的吸引力，而且极性分子的偶极矩越大（极性越强）对离子的吸引力越强，使晶体的溶解度越大。强）对离子的吸引力越强，使晶体的溶解度越大。6.无确定的分子量：无确定的分子量：离子晶体中，质点是正、负离离

10、子晶体中，质点是正、负离子，无单独的分子存在；晶体是个大分子，表示其组子，无单独的分子存在；晶体是个大分子，表示其组成用化学式；进行计算时用式量，而不是分子量。成用化学式；进行计算时用式量，而不是分子量。离子晶体的空间结构离子晶体的空间结构1.常见的离子晶体空间构型常见的离子晶体空间构型 在离子晶体中，常见的有四种结构类型：在离子晶体中，常见的有四种结构类型：NaCl型型 CsCl型型 ZnS型型 CaF2型型 岩盐岩盐 氯化铯氯化铯 闪锌矿闪锌矿 萤石萤石（1）NaCl 型型 属立方晶系，属立方晶系，NaCl晶胞是正立方体，是晶胞是正立方体，是面心立方晶格；配位面心立方晶格；配位数为：数为：

11、6 ：6。Na+Cl 属于此类的离子属于此类的离子晶体有晶体有NaF、AgF、MgO、CaO。配位数：配位数：某一离子周围排列的与某一离子周围排列的与其带有相反电荷的离子的数目，其带有相反电荷的离子的数目，叫该离子的配位数。叫该离子的配位数。（2）CsCl 型型Cs+Cl 属立方晶系，属立方晶系，CsCl晶胞是正立方晶胞是正立方体，是简单立方晶体，是简单立方晶格；格；配位数为：配位数为：8 ：8。属于此类的离子晶体有属于此类的离子晶体有CsBr、CsI、NH4Cl。（3）ZnS 型型Zn2+S2 属立方晶系，属立方晶系，ZnS晶胞是正立方晶胞是正立方体，是面心立方晶体，是面心立方晶格；格；配位

12、数为：配位数为：4 ：4。属于此类的离子晶体有属于此类的离子晶体有BeO、BeS、MgTe、MgSe。（4）CaF2 型型 属立方晶系，属立方晶系，CaF2晶胞也是晶胞也是正立方体，晶胞内结点分布更加正立方体，晶胞内结点分布更加复杂，在复杂，在 Ca2+周围有周围有 8 个个 F，而而F 周围有周围有 4 个个 Ca2+；因此，；因此，CaF2 型离子晶体配位数为型离子晶体配位数为 8：4。属于此类的离子晶体有属于此类的离子晶体有PbF2、HgF2、SrCl2、BaCl2。此外，还有更复杂的离子晶体构型此外，还有更复杂的离子晶体构型TiO2(金红石型金红石型)；它属于四方晶胞，在；它属于四方晶

13、胞，在 Ti4+周围有周围有 6个个 O2，而，而O2 周围有周围有 3个个 Ti4+；因此，；因此，TiO2 型离型离子晶体配位数为子晶体配位数为 6：3。为什么离子晶体会采取配比不同的空间结构呢？为什么离子晶体会采取配比不同的空间结构呢？原因：原因：组成各种离子晶体的正、负离子半径的大组成各种离子晶体的正、负离子半径的大小不同而导致的。小不同而导致的。2.配位数与配位数与 r+/r 的关系的关系(1)离子晶体稳定存在的条件离子晶体稳定存在的条件红球红球 不稳定平衡不稳定平衡蓝球蓝球 稳定平衡稳定平衡+不稳定不稳定 a)同号阴离子相切，同号阴离子相切，异号离子相离。异号离子相离。+b)同号离

14、子相离，同号离子相离，异号离子相切。异号离子相切。稳定稳定(2)r+/r 与配位数与配位数 从六配位的介稳状态出发，探讨半径比与配从六配位的介稳状态出发，探讨半径比与配位数之间的关系。位数之间的关系。ABCD+ADCB+下图所示，六配位的介稳状态下图所示，六配位的介稳状态的中间一层的俯视图。的中间一层的俯视图。ADBC 是正是正方形。方形。AC=BC=2rABC是等腰直角三角形是等腰直角三角形AB2=AC2+BC2AB=2r+2r0.414rrr1)2(r)r(22)r2(rAC2AB此时，为介稳状态，如见前面的图。此时，为介稳状态，如见前面的图。如果如果 r+再大些再大些：则出：则出现右图（

15、现右图（b）种情况，即种情况，即离子同号相离，异号相切离子同号相离，异号相切的稳定状态。的稳定状态。+结论：结论：r+/r-0.414时时，配配位数为位数为 6，能够存在。，能够存在。从八配位的介稳状态出发，探讨半径比与配从八配位的介稳状态出发，探讨半径比与配位数之间的关系。位数之间的关系。ABCDABCD 下图所示，八配位的介稳状态的对角面图。下图所示，八配位的介稳状态的对角面图。ABCD 是矩形。是矩形。7320.rr可以求得可以求得 结论：结论：r+/r-为为 0.414-0.732，6 配位配位 NaCl 型晶体结型晶体结构。构。当当 r+继续增加，达到并超过继续增加，达到并超过 r+

16、/r-0.732时，即阳时，即阳离子周围可容纳更多阴离子时，为离子周围可容纳更多阴离子时，为 8 配位。配位。若若 r+变小，当变小，当r+/r-0.414时，则出现时，则出现 a)种情况，种情况，如如下下图。阴离子相切阴离子阳离子相离的不稳定状态。图。阴离子相切阴离子阳离子相离的不稳定状态。配位数将变成配位数将变成 4。+0.225 0.414 4 ：4 ZnS 型晶体结构型晶体结构 0.414 0.732 6 ：6NaCl 型晶体结构型晶体结构 0.732 1.000 8 ：8CsCl 型晶体结构型晶体结构 注意：讨论中将离子视为刚性球体，这与实际情况有出入。注意：讨论中将离子视为刚性球体

17、，这与实际情况有出入。但这些计算结果仍不失为一组重要的参考数据。因而，我们可以但这些计算结果仍不失为一组重要的参考数据。因而，我们可以用离子间的半径比值作为判断配位数的参考。用离子间的半径比值作为判断配位数的参考。若若 r+再增大，可达到再增大，可达到 12 配位；配位；r+再减小，则形成再减小，则形成 3 配位。配位。这就是这就是半径比规则，半径比规则，用半径比规则可以判断离用半径比规则可以判断离子晶体的子晶体的空间结构类型空间结构类型。总之，配位数与总之，配位数与 r+/r 之比相关：之比相关：应用半径比规则判断离子晶体的空间构型时，有两应用半径比规则判断离子晶体的空间构型时，有两种例外情

18、况：种例外情况：（1）若求得的）若求得的r+/r值很接近于极限值，值很接近于极限值，如：如：GeO2 r+/r =0.40 (接近于接近于0.414)，GeO2含有两种空间构型。含有两种空间构型。既不完全是既不完全是ZnS型，也不完全是型，也不完全是NaCl型。型。rr（2）有时，用半径比规则判断的构型与实际相矛盾，这）有时，用半径比规则判断的构型与实际相矛盾，这 时要遵重事实。如：时要遵重事实。如：RbCl的半径比的半径比r+/r=0.8 应该是应该是CsCl型，配位数应该是型，配位数应该是8：8，实际是实际是NaCl 型的，配位数为型的，配位数为 6：6金属晶体的特征金属晶体的特征 金属晶

19、体的晶格结点上排列着金属原子或金属阳金属晶体的晶格结点上排列着金属原子或金属阳离子，在结点的间隙中有许多从金属原子上离子，在结点的间隙中有许多从金属原子上“脱落下脱落下来来”的自由电子，整个晶体靠共用一些自由电子结合的自由电子，整个晶体靠共用一些自由电子结合起来，所以质点间的作用力是很强的金属键力。起来，所以质点间的作用力是很强的金属键力。1.结点粒子和作用力结点粒子和作用力 金属键金属键由许多原子或离子共用一些能够不由许多原子或离子共用一些能够不 停地运动的自由电子而形成的特殊停地运动的自由电子而形成的特殊 形式的共价键，叫金属键。形式的共价键，叫金属键。所以，金属键又叫改性的共价键。所以，

20、金属键又叫改性的共价键。如：如：W、Cr等晶体的熔、沸点较高，等晶体的熔、沸点较高，如：如：Hg、Ga、K、Na等晶体的熔、沸点较低。等晶体的熔、沸点较低。2.熔、沸点差别较大熔、沸点差别较大 由于金属晶体内有自由移动的电子，在外电压的作由于金属晶体内有自由移动的电子，在外电压的作用下，自由电子可以定向移动，故有导电性用下，自由电子可以定向移动，故有导电性。受热时。受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递能量。故金属是热的良导体。能量。故金属是热的良导体。3.导电性、导热性导电性、导热性4.延展性好延展性好 金属受外力而发生变形时，

21、金属键不被破坏，故金属金属受外力而发生变形时，金属键不被破坏，故金属有很好的延展性有很好的延展性,与离子晶体的情况相反。与离子晶体的情况相反。自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子错位错位+虽然错位变形，但是金属原子和金属离子间没有失去虽然错位变形，但是金属原子和金属离子间没有失去联系。联系。5.金属有光泽金属有光泽 金属可以吸收波长范围很广的光，并能重新反射出金属可以吸收波长范围很广的光，并能重新反射出来，故金属晶体不透明，且有金属光泽。来，故金属晶体不透明，且有金属光泽。何种元素的原子容易形成金属晶体呢？何种元素的原子容易形成金属晶体呢？一般来说，元素原子的电离能越小，它一般来

22、说，元素原子的电离能越小，它的原子越容易失去电子变成阳离子和自由电的原子越容易失去电子变成阳离子和自由电子，则该元素的原子越容易形成金属晶体。子，则该元素的原子越容易形成金属晶体。如：碱金属有较强的金属性，易形成金属晶如：碱金属有较强的金属性，易形成金属晶体；而卤素、氧族元素不能形成金属晶体。体；而卤素、氧族元素不能形成金属晶体。金属晶体的空间结构金属晶体的空间结构 金属晶体中金属原子和离子是以紧密堆积的形式存金属晶体中金属原子和离子是以紧密堆积的形式存在的在的，为什么？，为什么？在金属晶体中，自由电子绝大多数是在金属晶体中，自由电子绝大多数是 s 电子，也就电子，也就是说金属键是由数目众多的

23、是说金属键是由数目众多的 s 轨道组成的；我们知道，轨道组成的；我们知道，s 轨道没有方向性，因此金属键既没有饱和性，也没有轨道没有方向性，因此金属键既没有饱和性，也没有方向性。只要空间条件允许，就可以尽可能多的形成金方向性。只要空间条件允许，就可以尽可能多的形成金属键。可是，金属原子中能用来成键的价电子数毕竟很属键。可是，金属原子中能用来成键的价电子数毕竟很少，为了使这些电子尽可能满足成键的要求，金属在形少，为了使这些电子尽可能满足成键的要求，金属在形成晶体时，总是倾向于组成尽可能紧密的结构，使每个成晶体时，总是倾向于组成尽可能紧密的结构，使每个 1.金属晶体空间结构金属晶体空间结构紧密堆积

24、紧密堆积原子尽可能多的与其它原子接触，以保证轨道最大限原子尽可能多的与其它原子接触，以保证轨道最大限度的重叠，结构才稳定。如果我们把金属原子或金属度的重叠，结构才稳定。如果我们把金属原子或金属阳离子看成是刚性球体，它们的排列方式就采取阳离子看成是刚性球体，它们的排列方式就采取紧密紧密堆积堆积的形式。的形式。紧密堆积：紧密堆积：就是质点之间的作用力，使质点间尽可能就是质点之间的作用力，使质点间尽可能地互相接近，使它们占有最小的空间。地互相接近，使它们占有最小的空间。我们常用空间利用率的大小，表示紧密堆积的程度。我们常用空间利用率的大小，表示紧密堆积的程度。空间利用率越大，说明紧密堆积的程度越大，

25、即堆积得空间利用率越大，说明紧密堆积的程度越大，即堆积得越紧密。越紧密。空间利用：空间利用：指空间被晶格质点占满的百分数。指空间被晶格质点占满的百分数。2.紧密堆积的三种方式紧密堆积的三种方式 金属的堆积方式金属的堆积方式 体心立方紧密堆积体心立方紧密堆积 六方紧密堆积六方紧密堆积 面心立方紧密堆积面心立方紧密堆积 体心立方紧密堆积体心立方紧密堆积(Body-centred Cubic Packing)配位数：配位数：8空间占有率：空间占有率：68.02%立方体立方体 8 个顶点上的球互不相个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切，但均与体心位置上的球相切。切。例如：例如：金属钾金属钾

26、K 的的 立方体心堆积立方体心堆积 六方紧密堆积六方紧密堆积 (Hexgonal close Packing)在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围与周围 6 个球相切，在中心的周围形成个球相切，在中心的周围形成 6 个凹位个凹位，将其算为第一层。，将其算为第一层。属于体心立方密堆积的金属有：属于体心立方密堆积的金属有：IA、VB、VIB及及 Fe、Ba、Zn、Cd 等。等。第二层第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准是将球对准 1，3，5 位。位。(或对准或对准 2，4，6 位，位，其情形是一样的其情形是一样的)

27、123456123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。可以有两种最紧密的堆积方式。下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456 于是每两层形成一个周于是每两层形成一个周期，即期，即 AB AB 重复的重复的堆积堆积方式，形成六方紧密堆积方式，形成六方紧密堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)六方密堆积配位数六方密堆积配位数 12，空间利用率为，空间利用率为 74.05%。属于六方密堆积的金属有：属

28、于六方密堆积的金属有：IIIB，IVB及及 Be、Mg、Tc、Re、Ru、Os 等。等。面心立方紧密堆积面心立方紧密堆积(Face-centred Cubic clode Packing)第一层、第二层与六方密堆积相同。但是，第三层排第一层、第二层与六方密堆积相同。但是，第三层排布与六方密堆积的排布不同。采取第二种方式：布与六方密堆积的排布不同。采取第二种方式：ABC ABC ABC重复的堆积方式，形成面心立方紧密堆积。重复的堆积方式，形成面心立方紧密堆积。(第一层有第一层有7个质点，第二层有个质点，第二层有3个质点，第三层有个质点，第三层有3个质点、个质点、方向与二层不同。方向与二层不同。)

29、面心立方密堆积的配位数为：面心立方密堆积的配位数为：12，空，空间利用率为间利用率为 74.05%。属于面心立方密堆积的金属有：。属于面心立方密堆积的金属有：IB及及 Ca、Sr、Zr、Ni、Pd、Pt、Rh、Al、Pb等。等。第三层的第三层的另一种另一种排排列方式，列方式，是将球对准是将球对准第一层的第一层的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的两层的位置位置，这是这是 C 层。层。123456123456123456123456面心立方紧密堆积的前视图面心立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到

30、面心立方堆积得到面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)原子晶体的特征原子晶体的特征 原子晶体的晶格结点上排列着一个个中性原子晶体的晶格结点上排列着一个个中性原子，原子间以强大的共价键相结合。原子，原子间以强大的共价键相结合。1.结点粒子和作用力结点粒子和作用力 熔、沸点极高，硬度极大。熔、沸点极高，硬度极大。(与离子晶体相比与离子晶体相比)2.熔、沸点，硬度熔、沸点，硬度 原子晶体不导电，在熔融状态下，导电性也原子晶体不导电，在熔融状态下，导电性也很差很差。3.导电性导电性4.溶解性、延展性溶解性、延展性 原子晶体在大多数溶剂中不溶解；延展性也很原子晶体在大多

31、数溶剂中不溶解；延展性也很差。（因为原子间以共价键相结合）差。（因为原子间以共价键相结合）5.组成是大分子组成是大分子 原子晶体中，质点是原子，无单独的分子存原子晶体中，质点是原子，无单独的分子存在；晶体是个大分子，表示其组成用化学式。进在；晶体是个大分子，表示其组成用化学式。进行计算时用式量。行计算时用式量。最常见的原子晶体有金刚石最常见的原子晶体有金刚石(C)、金刚砂、金刚砂(SiC)、氮化铝氮化铝(AlN)、石英、石英(SiO2)、晶态硅、晶态硅(Si)、晶态硼、晶态硼(B)等等。等等。原子晶体的空间结构原子晶体的空间结构 原子晶体的空间结构，要求掌握金刚石的结构，原子晶体的空间结构，要

32、求掌握金刚石的结构，了解石英的结构。了解石英的结构。金刚石金刚石(C采取采取sp3杂化杂化)Si采取采取sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体杂化轨道与氧形成硅氧四面体硅氧四面体硅氧四面体二氧化硅二氧化硅 SiO2的结构：的结构：由于石英晶体中，不存在单个的由于石英晶体中，不存在单个的SiO2分子，而是以分子，而是以SiO4四面体形式存在；只是四面体形式存在；只是 Si:O =1:2，所以，所以SiO2是石英的化学式，是石英的化学式，不是分子式；由于石英晶体中不是分子式；由于石英晶体中Si与与O以共以共价键结合，因此石英价键结合，因此石英(SiO2)是原子晶体，是原子晶体，熔沸点高，硬度大。熔沸点高

33、，硬度大。分子晶体的特征分子晶体的特征 分子晶体的晶格结点上排列着一个个分子分子晶体的晶格结点上排列着一个个分子(极性分极性分子或非极性分子子或非极性分子)，分子间通过分子间力相结合，分子间通过分子间力相结合,有些有些分子晶体中还存在着分子间氢键。分子晶体中还存在着分子间氢键。1.结点粒子和作用力结点粒子和作用力 熔、沸点低，硬度小，有挥发性；特别是非极性分子熔、沸点低，硬度小，有挥发性；特别是非极性分子的分子晶体熔、沸点更低。的分子晶体熔、沸点更低。2.熔、沸点，硬度熔、沸点，硬度 分子晶体绝大多数不导电分子晶体绝大多数不导电,无论是液态无论是液态,还是溶液；但还是溶液；但是少数极性分子的晶

34、体溶于水后能够导电。例如：是少数极性分子的晶体溶于水后能够导电。例如：HF、HCl等晶体，溶于水后能够导电。（因为溶于水后生成了等晶体，溶于水后能够导电。（因为溶于水后生成了离子。）离子。）3.导电性导电性 4.溶解性、延展性溶解性、延展性 非极性分子的晶体非极性分子的晶体 不溶于水；而极性分子的晶体易不溶于水；而极性分子的晶体易溶于水。分子晶体延展性差。（因为分子间以范德华力溶于水。分子晶体延展性差。（因为分子间以范德华力相结合）相结合）5.组成是小分子组成是小分子 分子晶体中存在单独的小分子它们占据晶格结点，分子晶体中存在单独的小分子它们占据晶格结点，所以表示其组成用分子式。进行计算时用分

35、子量。所以表示其组成用分子式。进行计算时用分子量。最常最常见的分子晶体有干冰见的分子晶体有干冰(CO2)、冰、冰(H2O)、固态氨、固态氨(NH3)、氮氮(N2)、氧、氧(O2)、氢、氢(H2)及卤素单质及卤素单质、稀有气体、有机、稀有气体、有机化合物的固体如：化合物的固体如：CH4、萘等等。、萘等等。分子晶体的空间结构分子晶体的空间结构 分子晶体的空间结构，要求掌握干冰的结构，分子晶体的空间结构，要求掌握干冰的结构，类似于类似于NaCl的面心立方晶格。的面心立方晶格。CO2分子分子C 原子原子O 原子原子1、高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中、高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧

36、的化合价可看作部分为氧的化合价可看作部分为0价，部分为价，部分为2价。下图价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是则下列说法正确的是A晶体中与每个晶体中与每个K+距离最近的距离最近的K+有有12个个B晶体中每个晶体中每个K+周围有周围有8个个O2，每个，每个O2周周围有围有8个个K+C超氧化钾的化学式为超氧化钾的化学式为KO2每个每个晶胞含有晶胞含有14个个K+和和13个个O2D晶体中，晶体中，0价氧原子与价氧原子与-2价氧原价氧原子的数目比可看作为子的数目比可看作为31 AD2、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在

37、小型变压、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为如右图所示，它的化学式是意图为如右图所示，它的化学式是ABaTi8O12BBaTi4O6CBaTi2O4 DBaTiO3D3、下列说法正确的是、下列说法正确的是A在固态在固态CO2晶体中，每个晶体中，每个CO2分子周围有分子周围有12个与个与之紧邻等距的之紧邻等距的CO2分子分子B如右图所示为冰的一种骨架形式，依此为单位向如右图所示为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，该冰中的每个分子有空间延伸，该冰中的每个分子有6个氢键个氢键C冰融化时破坏

38、了冰融化时破坏了HO键键D原子晶体原子晶体CO2的晶胞结构与分子晶体的晶胞结构与分子晶体CO2的晶胞的晶胞结构相同结构相同A4、磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。右图为其晶、磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。右图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是电子稳定结构。下列有关说法正确的是A.磷化硼晶体的化学式为磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体，属于离子晶体B.磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电C.磷化硼晶体中每个原子均形成磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键个

39、共价键D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠的相同磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠的相同 C5、已知某化合物的晶体是由以右最小单元密置堆积、已知某化合物的晶体是由以右最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的以下叙述中错误的是而成的，关于该化合物的以下叙述中错误的是A1 mol该化合物中有该化合物中有1 mol YB1 mol该化合物中有该化合物中有6 mol O C1 mol该化合物中有该化合物中有2 mol BaD该化合物的化学式是该化合物的化学式是YBa2Cu3O6BD晶胞原子的坐标晶胞原子的坐标poOP=xa+yb+zc晶胞中原子晶胞中原子p的位置，向量表示：的位置，向量表示

40、：x，y，z 定义定义x，y，z 为原子为原子P 的分数坐标。的分数坐标。体心立方晶胞中心原子的分体心立方晶胞中心原子的分数坐标为：数坐标为：1/2，1/2，1/2几种常见晶胞的原子坐标几种常见晶胞的原子坐标 简单立方简单立方体心立方体心立方面心立方面心立方B底心0，0，0底心立方C底心A底心6、经、经 X射线分析鉴定，某一离子晶体属于立方晶系，射线分析鉴定，某一离子晶体属于立方晶系，其晶胞参数其晶胞参数 a=403.lpm。晶胞顶点位置为。晶胞顶点位置为Ti4+所占，体所占，体心位置为心位置为Ba2+所占，所有棱心位置为所占，所有棱心位置为O2-所占。请据所占。请据此回答或计算：此回答或计算：（1）用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。）用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。（2）写出此晶体的化学式。）写出此晶体的化学式。（3）指出晶体的点阵型式和结构基元。）指出晶体的点阵型式和结构基元。（4）指出）指出Ti4+的氧配位数和的氧配位数和Ba2+的氧配位数。的氧配位数。（5）计算两种正离子的半径值（）计算两种正离子的半径值（O2-半径为半径为 140 pm）。）。（6）Ba2+和和O2-联合组成哪种型式的堆积？联合组成哪种型式的堆积？（7）O2-的配位情况怎样？的配位情况怎样？