要用的晶體結(jié)構(gòu)

1、一、晶胞一、晶胞1、定義：晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)平行六面體平行六面體無隙并置無隙并置晶胞形狀：晶胞形狀：2.晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算體心：體心：1面心面心:1/2頂點(diǎn)頂點(diǎn):1/8棱邊棱邊:1/4體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點(diǎn)：1/8立方晶胞立方晶胞體心：體心：1面心：面心：1/2棱邊：棱邊：1/4頂點(diǎn)：頂點(diǎn)：1/8小結(jié)：晶胞對質(zhì)點(diǎn)的占有率小結(jié)：晶胞對質(zhì)點(diǎn)的占有率棱邊數(shù)棱邊數(shù)814121二、分子晶體晶胞類型二、分子晶體晶胞類型： 1、冰 水分子之間的主要作用力是 ，也存在 ，每個(gè)水分子周圍只有 個(gè)緊鄰的水分子。形成空間網(wǎng)狀結(jié)

2、構(gòu)，類似金剛石 2、干冰 CO2分子之間存在 ，每個(gè)CO2分子周圍有 個(gè)緊鄰的CO2分子。 CO2晶胞屬于 類型范德華力范德華力氫鍵氫鍵4范德華力范德華力12面心立方晶體晶體結(jié)構(gòu)示意圖晶體中粒子分布詳解二氧化碳晶體每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各占據(jù)1個(gè)CO2。在每個(gè)CO2周圍等距離( ，a為立方體棱長)的最近的CO2有12個(gè)(同層4個(gè)，上層4個(gè)、下層4個(gè))三、原子晶體原子晶體晶胞類型晶胞類型： (1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 晶體中只含原子。 原子間以 結(jié)合。 結(jié)構(gòu)。 (2)典型的原子晶體金剛石 碳原子以 雜化軌道形成共價(jià)鍵，碳碳鍵之間夾角為 。 每個(gè)碳原子與相鄰的 個(gè)碳原子結(jié)合。共價(jià)鍵共價(jià)鍵空

3、間網(wǎng)狀空間網(wǎng)狀sp3109.54晶體晶體結(jié)構(gòu)示意圖晶體中粒子分布詳解金剛石晶體金剛石晶體是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)每個(gè)C與另外4個(gè)C以共價(jià)鍵結(jié)合，前者位于正四面體的中心。晶體中所有CC鍵鍵長相等，鍵角相等(均為10928)；晶體中最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六者不在同一平面內(nèi)；晶體中每個(gè)C參與了4個(gè)CC鍵的形成，C原子數(shù)與CC鍵數(shù)之比為12金剛石的晶胞8個(gè)頂點(diǎn)各1個(gè)，6個(gè)面各1個(gè)，體心4個(gè)晶體晶體結(jié)構(gòu)示意圖晶體中粒子分布詳解SiO2晶體每個(gè)Si與4個(gè)O結(jié)合，前者在正四面體的中心，后者在正四面體的頂點(diǎn)；同時(shí)每個(gè)O被兩個(gè)正四面體所共用。每個(gè)正四面體占有一個(gè)完整的Si原子，四個(gè)“半O原子”，故晶體中Si原子與O原

4、子個(gè)數(shù)比為1(4 )12四、離子晶體晶胞類型：四、離子晶體晶胞類型： 晶格能 1定義 形成1摩離子晶體 的能量，單位 ，通常取 。 2大小及其他量的關(guān)系 (1)晶格能是最能反映離子晶體 的數(shù)據(jù)。 (2)在離子晶體中，離子半徑越 ，離子所帶的電荷數(shù)越 ，則晶格能越大。 (3)晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越 ，形成的離子晶體就越 ，而且熔點(diǎn)越 ，硬度越 。氣態(tài)離子氣態(tài)離子所釋放所釋放kJmol1或或Jmol1kJmol1穩(wěn)定性穩(wěn)定性小小多多強(qiáng)強(qiáng)穩(wěn)定穩(wěn)定高高大大（1）鈉離子和氯離子的位置：）鈉離子和氯離子的位置：鈉離子和氯離子在空間交替排列。鈉離子和氯離子在空間交替排列。氯離子：體心和棱中點(diǎn)；

5、鈉離子：面心和頂點(diǎn)，氯離子：體心和棱中點(diǎn)；鈉離子：面心和頂點(diǎn)，或者反之?；蛘叻粗?、氯化鈉型晶胞、氯化鈉型晶胞（2 2）NaClNaCl晶體中陰、陽離子配位數(shù)晶體中陰、陽離子配位數(shù)與與Cl- 等距離且最近的等距離且最近的Na+ 有：有： 個(gè)個(gè), 這些這些Na+能構(gòu)成能構(gòu)成 型型與與Na+等距離且最近的等距離且最近的Cl- 有：有： 個(gè)個(gè), 這些這些Cl-構(gòu)成構(gòu)成 型型 66正八面體正八面體正八面體正八面體（3）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)（4）與）與Na+等距離且最近的等距離且最近的Na+ 有：有： 個(gè)個(gè) 與與Cl-等距離且最近的等距離且最近的Cl-有：有：

6、 個(gè)個(gè)12122、氯化銫型晶胞、氯化銫型晶胞CsCl晶胞晶胞（1）銫離子和氯離子的位置：）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心銫離子：體心氯離子：頂點(diǎn)；或者反之。氯離子：頂點(diǎn)；或者反之。（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)離子的個(gè)數(shù)銫離子：銫離子：1個(gè)個(gè) ；氯離子：；氯離子：1個(gè)個(gè)（3）與銫離子等距離且最近）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個(gè)？的銫離子、氯離子各有幾個(gè)？銫離子：銫離子：6個(gè)個(gè) ；氯離子：；氯離子：8個(gè)個(gè)3 3、CaFCaF2 2型晶胞型晶胞Ca2+的配位數(shù)：的配位數(shù)：8F- -的配位數(shù)：的配位數(shù)：4一個(gè)一個(gè)CaFCaF2 2晶胞中含：晶胞中含： 4

7、 4個(gè)個(gè)CaCa2+2+和和8 8個(gè)個(gè)F F- -CaCa2+2+F F- -4 4、ZnSZnS型晶胞型晶胞陽離子的配位數(shù)：陽離子的配位數(shù)：4陰離子的配位數(shù)：陰離子的配位數(shù)：4一個(gè)一個(gè)ZnS晶胞中含：晶胞中含：4 4個(gè)陽離子和個(gè)陽離子和4 4個(gè)陰離子個(gè)陰離子各類型離子晶體晶胞的比較各類型離子晶體晶胞的比較晶體晶體類型類型晶胞晶胞類型類型晶胞結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖示意圖配位數(shù)配位數(shù)距離最近距離最近且相等的且相等的相反離子相反離子每個(gè)晶每個(gè)晶胞含有胞含有離子數(shù)離子數(shù)實(shí)例實(shí)例NaCl型型 ABCsCl型型ZnS型型AB2 2CaF2 2型型NaNa+ +：6ClCl- -：6CsCs+ +：ClCl-

8、 -：8 88 8ZnZn2+2+：S S2-2-：4 44 4CaCa2+2+：F F- -： 4 48 8NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：NaNa+ +：ClCl- -：CsCs+ +：ClCl- -：ZnZn2+2+：S S2-2-：CaCa2+2+：F F- -：668 88 84 44 44 48 8441 11 14 44 48 84 4KBr AgCl、MgO、CaS、BaSZnS、AgI、 BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl堿土金屬鹵化堿土金屬鹵化物、堿金屬氧物、堿金屬氧化

9、物?；?。四、金屬晶體晶胞四、金屬晶體晶胞 金屬晶體的構(gòu)成、通性及其解釋金屬晶體結(jié)構(gòu)微粒作用力名稱導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性金屬陽離子和自由電子金屬鍵自由電子在電場中作 形成電流電子氣中的自由電子在 的作用下與金屬原子 而導(dǎo)熱當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬晶體中的各原子層就會(huì) ，但不會(huì)改變其 ，而彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間 的作用定向移動(dòng)定向移動(dòng)外界能量外界能量相互碰相互碰撞撞發(fā)生相對滑動(dòng)發(fā)生相對滑動(dòng)原來的排列方式原來的排列方式潤滑劑潤滑劑一）、理論基礎(chǔ)：一）、理論基礎(chǔ)： 由于金屬鍵沒有方向性，每個(gè)金屬由于金屬鍵沒有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ的，所原子中的電子分布

10、基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。圓球的三維空間堆積而成的。（一）一維堆積（一）一維堆積二）、金屬堆積方式二）、金屬堆積方式（二）二維堆積（二）二維堆積I I 型型II II 型型行列對齊四球一行列對齊四球一空空 非最緊密排列非最緊密排列行列相錯(cuò)三球一行列相錯(cuò)三球一空最緊密排列空最緊密排列密置層密置層非密置層非密置層（三）三維堆積（三）三維堆積密置層密置層非密置層非密置層1.1.簡單立方堆積：簡單立方堆積：四）金屬晶體基本構(gòu)型四）金屬晶體基本構(gòu)型 邊長邊長 = 2r= 2r非最緊密堆積，非最緊密堆積，空間利用率低空間

11、利用率低1 1簡單立方堆積簡單立方堆積 釙型釙型 例：例：金屬鉀、鈉、鐵等金屬鉀、鈉、鐵等2 2、體心立方堆積（、體心立方堆積（A A2 2）：）：體對角線體對角線 = 4r= 4r3 3邊長邊長=4 r/3=4 r/32體心立方堆積體心立方堆積 鉀、鈉、鐵型鉀、鈉、鐵型配位數(shù)：配位數(shù)：8空間占有率：空間占有率：68.02%3 3六方緊密堆積（六方緊密堆積（A A3 3）123456于是每兩層形成一個(gè)周期，即：于是每兩層形成一個(gè)周期，即：ABAB、 AB AB 堆積方式，形成六方緊密堆積。堆積方式，形成六方緊密堆積。 各層均為密置層各層均為密置層A AB BA AB BA A33六方最密堆積六

12、方最密堆積邊長邊長 = 2r= 2r高高 = 4 r/3= 4 r/36 6六方最密堆積Zn、Ti、Mg面心立方最密堆積（面心立方最密堆積（A A1 1）123456123456123456A AB BC CABCAABC(4)(4)面心立方緊密堆積面心立方緊密堆積123456BCA邊長邊長 = 2 r= 2 r面對角線面對角線 = 4r= 4r2 2四、晶體中有關(guān)計(jì)算四、晶體中有關(guān)計(jì)算1.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算(1)簡單立方：在立方體頂點(diǎn)的微簡單立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為粒為8個(gè)晶胞共享，個(gè)晶胞共享，空間利用率：空間利用率：(2r)(2r)3 34r4r3 3/3/3= 52.

13、36%= 52.36%微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：81/8 = 1（2）體心立方：在立方體頂）體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。該晶胞。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：81/8 + 1 = 2體心為4r，邊長a=4 r/3 ，空間利用率：V原子/V晶胞 =（24r3/3）/(4 r/3 )3 = 67.98 =68% 微粒數(shù)：8 1=2 （3）六方晶胞：在六方體頂）六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在個(gè)晶胞共有，在面心的為面心的為2個(gè)晶胞共有，在體個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：121/6 + 21/2 + 3 = 6 空間利用率：74%（4）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微