晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)總結(jié)(完善)

1、31、晶體的常識(shí)一、晶體和非晶體k概述自然界中絕大多數(shù)物質(zhì)是固體，固體分為和兩大類。2、對(duì)比固體類別晶體非晶體（又稱玻璃體）定義有規(guī)則幾何外形的固體有規(guī)則幾何外形的固體本質(zhì)差是否自范性一能自發(fā)地呈自范性一不能自發(fā)地別有自范性現(xiàn)多面體外形呈現(xiàn)多面體外形微觀結(jié)構(gòu)原子在維空間里呈性序排列原子排列相對(duì)序性質(zhì)差別是否存在固定熔點(diǎn)固定熔點(diǎn)固定熔點(diǎn)是否存在各向異性各向異性各向異性制取方法(1) 凝固液態(tài)物質(zhì)變 為固態(tài)；(2) 凝華氣態(tài)物質(zhì)不 經(jīng)液態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)；(3 )結(jié)日日念質(zhì)從念中析出。*鑒別方法間接方法考察固體的某些性質(zhì)如有無熔點(diǎn)；科學(xué)方法X-射線衍射實(shí)驗(yàn)最可靠的區(qū)別方法物質(zhì)例舉玻璃*自范性晶體能自發(fā)

2、地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。本質(zhì)上，晶體的自范性是 晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列的宏觀表象。*晶體不因顆粒大小而改變，許多固體粉末用肉眼看不到規(guī)則的晶體外形，但 在顯微鏡下仍可看到。*晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長(zhǎng)的速率適當(dāng)，熔融態(tài)物質(zhì)凝固速率過快常得到粉末或沒有規(guī)則外形的塊狀物。*各向異性晶體的許多物理性質(zhì)如強(qiáng)度、熱導(dǎo)性和光導(dǎo)性等存在各向異性 即在各個(gè)方向上的性質(zhì)是不同的二、晶胞K定義描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。2、特征(1) 習(xí)慣采用的晶胞都是體，同種晶體所有的晶胞大小形狀及內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)和幾何排列完全相同。(2) 整個(gè)晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。<1

3、>所謂“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙；<2>所謂“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。3、確定晶胞所含粒子數(shù)和晶體的化學(xué)式均攤法分析晶胞與粒子數(shù)值的關(guān) 系(1) 處于內(nèi)部的粒子，屬于晶胞，有幾個(gè)算幾個(gè)均屬于某一晶胞。(2) 處于面上的粒子，同時(shí)為個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有屬于晶胞。(3) 處于90度棱上的粒子，同時(shí)為個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有屬于(4) 處于90度頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有 屬于晶胞；處于60度垂面頂點(diǎn)、的粒子,同時(shí)為個(gè)晶胞共有,每個(gè)粒子 屬于晶胞；處于120度垂面頂點(diǎn)、的粒子,同時(shí)為個(gè)晶胞共有,每個(gè)粒子 屬于晶胞。4、例舉三、分類晶體根據(jù)

4、組成粒子和粒子之間的作用分為分子晶體、原子晶體、金屬晶體和離子晶體四種類型。3-2、分子晶體和原子晶體一、分子晶體k定義只含分子的晶體。2、組成粒子o3、存在作用組成粒子間的作用為 (),多原子分子內(nèi)部原子間的作用為O*分子晶體中_定含有分子間作用力，_定含有共價(jià)鍵。*分子間作用力于化學(xué)鍵。4、物理性質(zhì)(1) 熔沸點(diǎn)與硬度融化和變形只需要克服,所以熔沸點(diǎn)、硬度,部分分子晶體還可以升華。熔融一定破壞分子間的和可能存在的鍵，絕不會(huì)破壞分子內(nèi)部的O同為分子晶體的不同物質(zhì)，一般來說尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)組成相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越;相對(duì)分子質(zhì)量相差不大的分子，極性越大熔沸點(diǎn)越 ;含氫鍵的熔沸點(diǎn)會(huì)特

5、殊的 些。例如：（2）溶解性遵循同性互溶原理（或說相似相溶原理）：即極性分子易溶于性溶劑（多為）,如鹵化氫（HX）.低級(jí)醇和低級(jí)竣酸易溶于極性溶劑水；非極性分子易溶于非極性（有機(jī)）溶劑，如硫、磷和鹵素單質(zhì)（X2）不 易溶于極性溶劑水而易溶于非極性溶劑CS2、苯等。同含氫鍵的溶解性會(huì)更 , 如乙醇、氨氣與水。5、類別范疇（1）除C、Si、B外的非金屬單質(zhì)，如鹵素、氧氣和臭氧、硫（S8）、白磷（P4）、 足球烯（C60）、稀有氣體等。（2）除鐵鹽、Sio2、SiC. Si3N4、BN等外的非金屬互化物，包括非金屬氫化 物和氧化物，如氨（NH3）、冰（H20）、干冰（CO2）、三氧化硫（S03）等。

6、（3）所有的酸分子（純酸而非溶液）。（4）大多有機(jī)物。（5）除汞外常溫下為液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)。(6) 能升華的物質(zhì)。如干冰、碘、等。6、結(jié)構(gòu)例析如果分子間作用力只有范德華力，其分子占晶胞六面體的個(gè)頂角和個(gè)面心，若以一個(gè)分子為中心，其周圍通常有個(gè)緊鄰分子，這一特征稱為分子密堆積，如02、C60、CO2、12等。(1) 干冰固態(tài)的, 色透明晶體，外形像冰，分子間作用力只有,熔點(diǎn)較,常壓能升華，常作制冷劑或人工降雨。二氧化碳分子占據(jù)立方體晶胞的 個(gè)面心和 個(gè)頂角，與每個(gè)二氧化 碳分子距離最近且相等的二氧化碳分子有 個(gè)，若正方體棱長(zhǎng)為a,則這兩個(gè) 相鄰的C02的距離為o(2) 冰固態(tài)的, 色透明晶體，水

7、分子間作用力除外，還有,氫鍵雖遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵，但明顯大于范德華力，所以冰的硬度較_,熔點(diǎn)相對(duì)較O每個(gè)水分子與周圍距離最近且相等的水分子有 個(gè)，這幾個(gè)水分子形成 一個(gè)的空間構(gòu)型，晶體中水分子與氫鍵的個(gè)數(shù)之比為O這一排列使冰中水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，所以冰的密度 于液體水(4C的水密度最大，通常認(rèn)為是1)。(3) 天然氣水合物可燃冰海底儲(chǔ)存的潛在能源，甲烷分子處于水分子形成籠子里，形式 多樣。二、原子晶體k定義相鄰間以鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀的晶體。整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的“大分子”，又稱共價(jià)晶體。2、組成粒子o3、存在作用o4、物理性質(zhì)(1) 熔沸點(diǎn)與硬度熔點(diǎn)、硬度，是原子

8、晶體的特征。具體綜合考慮構(gòu)型和鍵能。同為原子晶體的物質(zhì)，空間構(gòu)型相似時(shí)，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，鍵能就越,熔沸點(diǎn)就越O(2) 溶解性溶于極性溶劑，溶于非極性(有機(jī))溶劑。5、類別范疇(1) Si、B、Ge和C (金剛石)等非金屬單質(zhì)。(2) SiO2、SiC、Si3N4、BN 等。6、結(jié)構(gòu)例析（1）金剛石色晶體，天然硬度最 , 于導(dǎo)電和導(dǎo)熱， 溶于水和有機(jī)溶解。能燃燒生成。屬于 晶體，這種晶體的特點(diǎn)是;金剛石中與某個(gè)C原子緊鄰即距離最近且相等C原子有 （雜化），它們形成 原子的構(gòu)型，鍵角;由共價(jià)鍵構(gòu)成最小環(huán)上有個(gè) C原子（平均每個(gè)最小環(huán)上有1/2個(gè)碳原子和1個(gè)碳碳單鍵），晶體中C原子個(gè)數(shù) 與C-C鍵數(shù)

9、之比為o金剛石晶胞可以看為8個(gè)小立方體形成的大立方體，碳原子占大立方體的個(gè)頂角、個(gè)面心（或說占大立方體的個(gè)一個(gè)中心、個(gè)棱心）以及其中間隔的個(gè)小立方體的中心（或說碳原子占每個(gè)小立方體間隔的個(gè)頂角和中心），平均每個(gè)晶胞含有個(gè)碳原子。晶體硅（單晶硅）、碳化硅（金剛砂）結(jié)構(gòu)和性質(zhì)均與之相似。（2）二氧化硅色晶體，硬度、熔點(diǎn), 于導(dǎo)電和導(dǎo)熱，溶于水和有 機(jī)溶劑。只與酸和強(qiáng)堿反應(yīng)。用于制造水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維等。相當(dāng)于在晶體硅的每個(gè)硅硅鍵之間個(gè)插入了 一個(gè)氧原子，每個(gè)Si與個(gè)0原子形成 個(gè)共價(jià)鍵，這幾個(gè)氧原子形成的空間構(gòu)型為,每個(gè)0與個(gè)Si原子形成共價(jià)鍵。在二氧化硅晶體中

10、Si與0原子個(gè)數(shù)比為,平均每mol Si02晶體中含有Si-O鍵最接近mo丄。申X*石墨色非金屬單質(zhì)，溶于水，質(zhì)地軟,熔點(diǎn),可做鉛筆芯和固體潤(rùn)滑劑，電和熱的體，能做高溫下的電極。屬于晶體，是狀結(jié)構(gòu)：層內(nèi)碳原子間以相結(jié)合，C原子呈雜化，即每一個(gè)碳原子與緊鄰的個(gè)碳原子形成個(gè)共價(jià)鍵（碳原子數(shù)與碳碳單鍵數(shù)之比為）,這幾個(gè)碳原子形成的空間構(gòu)型為;層間存在的作用力為o石墨中最小的碳環(huán)為_元環(huán)，每個(gè)C原子被個(gè)六邊形共用，平均每個(gè)環(huán)占有個(gè)碳原子，即碳原子數(shù)與碳環(huán)數(shù)之比為O3-3、金屬晶體一、金屬鍵2、特征描述金屬鍵最簡(jiǎn)單的理論是“電子氣理論”3、強(qiáng)弱F二KQ1Q2r2金屬晶體導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等共性以及熔

11、沸點(diǎn)和硬度差異性解釋。二、金屬晶體的原子堆積模型1、二維空間放置(1) 非密置層縱橫成行，配位數(shù)為(2) 密置層成行交錯(cuò)，配位數(shù)為2、三維堆積I、非密置層在三維空間的兩種堆積方式：(1) 簡(jiǎn)單立方堆積三維成行堆積，晶胞為 個(gè)原子形成的立方體，平均每個(gè)晶胞含有 個(gè)原子。配位數(shù)為 ,它們形成一個(gè)空間構(gòu)型,空間利用率太低，為52%,只有金屬針(Po)采取這種堆積方式。(2) 體心立方堆積晶胞為個(gè)原子形成的立方體(八頂角一中心)，平均每個(gè)晶胞含有個(gè)原子。配位數(shù)為,它們形成一個(gè)空間構(gòu)型，空間利用率稍高，為68%,許多金屬如IA族金屬Na、K、Fe等采取這種堆積方式。II、密置層在三維空間按體心立方堆積的

12、兩種堆積方式(3)六方最密堆積按(4)面心立方堆積按ABCABCABC的方式堆積，Cu、Ag、AU等。均為金屬晶體的最密堆積，配位數(shù)均為，空間利用率3-4、離子晶體一、離子晶體1、定義由和通過鍵結(jié)合而成的晶體。2、構(gòu)成粒子o3、存在作用構(gòu)成粒子間一定存在,構(gòu)成粒子內(nèi)可能存在O 4、物理性質(zhì)(1) 熔沸點(diǎn)較,硬而脆；綜合考慮離子晶格和鍵能，融化一定破壞鍵,不會(huì)破壞其中可能的存在的鍵。F=KQ1Q2r2,即空間構(gòu)型相似的離子晶體，離子電荷越、成鍵離子半徑和越,熔沸點(diǎn)越高。(2) 大多溶于水，一定破壞鍵，可能破壞可能存在的部分或全部的鍵。(3) 固體_導(dǎo)電，液態(tài)_導(dǎo)電，水溶液_導(dǎo)電。一定為離子化合物

13、，一 定為電解質(zhì)。5、類別范疇離子化合物(1) IA、IlA族等的活潑金屬和VIA. Vl IA族等的活潑非金屬形成的化合物；(2) 強(qiáng)堿和大多數(shù)鹽；(3) 熔融能導(dǎo)電的化合物。6、結(jié)構(gòu)例析離子晶體中的配位數(shù)(縮寫為.)是指一個(gè)離子周圍最鄰近的異性離子的數(shù) 目。NaCl和CSCl的陰陽離子之比均為仁1,同屬AB型離子晶體，但配位數(shù)不 同。晶體中正負(fù)離子的半徑比是決定離子晶體的重要因素，簡(jiǎn)稱幾何因素；正負(fù)離子的電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡(jiǎn)稱電荷因素;離子的純粹程度是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的又一因素，簡(jiǎn)稱鍵性因素。(1) 氯化鈉陰、陽離子的配位數(shù)為 ,即每個(gè)Na緊鄰 個(gè)C-,這些CI-構(gòu)成的

14、 幾何圖形是;每個(gè)Na*與 個(gè)Na+等距離相鄰。聶胞為八個(gè)小立方體并集形成的一個(gè)大的立方體，若鈉離子占其個(gè)頂角和個(gè)面心的話，氯離子則占其 個(gè)中心和 個(gè)棱心，分別平均每個(gè)氯化鈉晶胞含有 個(gè)Na* 和 個(gè)CI一。若晶胞棱長(zhǎng)為a,則相鄰?fù)噪x子的核間距離為,相鄰異性離子的(2) 氯化鉀每個(gè)C-(或CSJ周圍與之最接近且距離相等的CS壯或CIV共有_個(gè)，這 幾個(gè)CS(或CIV在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為;在每個(gè)Cs+周圍距離相等且最近的Cs*共有個(gè)，這幾個(gè)CsX或CL)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為;氯化艷晶胞為一個(gè)體心立方體即若飩離子占其 個(gè)中心的話，氯離子則占其 個(gè)頂角，平均一個(gè)氯化絶晶胞含有 個(gè)Cs*和個(gè)Cr

15、 o若晶胞棱長(zhǎng)為a,則相鄰?fù)噪x子的核間距離為,相鄰異性離子的核間距離為O(3) 氟化鈣鈣離子的配位數(shù)為 ,形成的空間構(gòu)型為,氟離子的配位數(shù)為,形成的空間構(gòu)型為,即鈣離子與氟離子的個(gè)數(shù)比為:其晶胞立方體中：鈣離子占其 個(gè)頂角和 個(gè)面心，氟離子占其八分小立方體的 個(gè)中心(或說正套小立方體的 個(gè)頂角)；平均一個(gè) 氟化鈣晶胞含有 個(gè)鈣離子和 個(gè)氟離子。若晶胞棱長(zhǎng)為a,則鈣離子與鈣離子的最近距離為,氟離子與氟離子的最近距離為，鈣離子與氟離子的最近距離為 。二、晶格能K定頭態(tài)離子形成 摩爾離子晶體所 的能量。2、意頭是最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。*晶體類型列表分析晶體類型原子晶體離子晶體金屬晶體分子晶

16、體1、定狡2、構(gòu)成粒子3、粒子間存在作用粒子內(nèi)4、融化或變形時(shí)所破壞的作用5、熔沸點(diǎn)6、硬度7、溶解性水有機(jī)溶劑8、溶于水時(shí)所克服的作用9、導(dǎo)電性固態(tài)液態(tài)水液10、導(dǎo)熱性10、范疇例舉*物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的比較(1) 一般說來，原子晶體 > 離子晶體 > 金屬晶體 > 分子晶體(2) 如果同為原子晶體比較共價(jià)鍵強(qiáng)弱：共價(jià)鍵成鍵原子半徑之和越小，鍵長(zhǎng)越,鍵能越,熔沸點(diǎn)就越.(3) 如果同為離子晶體比較離子鍵強(qiáng)弱：離子電荷數(shù)越、成鍵離子核間距離即陰陽離子半徑之和越,熔沸點(diǎn)就越O(4) 如果同為金屬晶體比較金屬鍵強(qiáng)弱：金屬陽離子電荷數(shù)越、離子半徑越,熔沸點(diǎn)就越O(5) 如果同為分子晶體

17、比較分子間作用力大?。?組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越,分子間力就越,熔沸點(diǎn)越; 式量相近時(shí)，分子極性越_,熔沸點(diǎn)越_; 分子中存在氫鍵的比不存在氫鍵的熔沸點(diǎn)()(6) 相同條件下的物質(zhì)固體 > 液體 > 氣體鞏固思考：K氮化硅CbN晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，原子間均以單鍵結(jié)合，是一種新型耐高溫耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛用途，下列關(guān)于C3N4晶體的說法正確的是 ()A.是分子晶體B.粒子間通過離子鍵結(jié)合C.該晶體易溶解于D.每個(gè)C原子與4個(gè)N原子連接，每個(gè)N原子與3個(gè)C原子連接2、下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是（）A . SO2 和 SiO2 B