晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識總結(jié)(完善)

1、.3-1、晶體的常識一、晶體和非晶體1、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、對比固體類別定義本質(zhì)差別是否有自范性？微觀結(jié)構(gòu)晶體非晶體（又稱玻璃體）有規(guī)則幾何外形的固體有規(guī)則幾何外形的固體自范性能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體自范性不能自發(fā)地呈現(xiàn)多面外形體外形原子在維空間里呈性原子排列相對序序排列性質(zhì)差別是否存在固定熔點？是否存在各向異性？固定熔點固定熔點各向異性各向異性制取方法（1）凝固液態(tài)物質(zhì)變?yōu)楣虘B(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)晶溶質(zhì)從溶液中析出。鑒別方法間接方法考察固體的某些性質(zhì)如有無熔點 ；科學方法X- 射線衍射實驗最可靠的區(qū)別方法物質(zhì)例舉玻璃* 自范性晶體能

2、自發(fā)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的速率適當，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)如強度、熱導性和光導性等存在各向異性即在各個方向上的性質(zhì)是不同的二、晶胞1、定義描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。2、特征（ 1）習慣采用的晶胞都是 體，同種晶體所有的晶胞大小形狀及內(nèi)部的原子種類、個數(shù)和幾何排列完全相同。（ 2）整個晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。

3、<1> 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，有幾個算幾個均屬于某一晶胞。（ 2）處于面上的粒子，同時為個晶胞共有，每個粒子有屬于晶胞。（ 3）處于 90 度棱上的粒子，同時為個晶胞共有，每個粒子有屬于晶胞。（ 4）處于 90 度頂點的粒子，同時為個晶胞共有，每個粒子有屬于晶胞； 處于 60 度垂面頂點的粒子，同時為個晶胞共有，每個粒子有屬于晶胞；處于 120 度垂面頂點的粒子，同時為個晶胞共有，每個粒子有屬于

4、晶胞。4、例舉三、分類.晶體根據(jù)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1、定義只含分子的晶體。2、組成粒子。3、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。* 分子晶體中定含有分子間作用力，定含有共價鍵。* 分子間作用力于化學鍵。4、物理性質(zhì)（ 1）熔沸點與硬度融化和變形只需要克服，所以熔沸點、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，絕不會破壞分子內(nèi)部的。同為分子晶體的不同物質(zhì)，一般來說尤其對于結(jié)構(gòu)組成相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越；相對分子質(zhì)量相差不大的分子，極性越

5、大熔沸點越；含氫鍵的熔沸點會特殊的些。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 ）、低級醇和低級羧酸易溶于極性溶劑水；非極性分子易溶于非極性（有機）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）除銨鹽、 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 ）

6、、冰（ H2O ）、干冰（ CO2）、三氧化硫（ SO3）等。（ 3）所有的酸分子（純酸而非溶液） 。（ 4）大多有機物。（ 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頂角和個面心，若以一個分子為中心，其周圍通常有個緊鄰分子，這一特征稱為分子密堆積 ，如 O2、 C60、 CO2、 I2 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)立方體晶胞的個面心和個頂角，與每個二氧化碳分子距離最近且相等的二氧化碳分子有個，若正方體棱長

7、為a，則這兩個相鄰的CO2 的距離為。（ 2）冰固態(tài)的，色透明晶體，水分子間作用力除外，還有，氫鍵雖遠小于共價鍵，但明顯大于范德華力，所以冰的硬度較，熔點相對較。每個水分子與周圍距離最近且相等的水分子有個，這幾個水分子形成一個的空間構(gòu)型，晶體中水分子與氫鍵的個數(shù)之比為。這一排列使冰中水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙，所以冰的密度于液體水（ 4C 的水密度最大，通常認為是1）。（ 3）天然氣水合物可燃冰·海底儲存的潛在能源，甲烷分子處于水分子形成籠子里，形式多樣。二、原子晶體1、定義相鄰間以鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀的晶體。整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的.“大分子”，又稱共價晶體

8、。2、組成粒子。3、存在作用。4、物理性質(zhì)（ 1）熔沸點與硬度熔點、硬度，是原子晶體的特征。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，共價鍵鍵長越短，鍵能就越，熔沸點就越。（ 2）溶解性溶于極性溶劑，溶于非極性（有機）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，于導電和導熱，溶于水和有機溶解。能燃燒生成。屬于晶體，這種晶體的特點是；金剛石中與某個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；由共價鍵構(gòu)成最小環(huán)上有個

9、C 原子（平均每個最小環(huán)上有1/2 個碳原子和1 個碳碳單鍵），晶體中 C 原子個數(shù)與 C-C 鍵數(shù)之比為。金剛石晶胞可以看為8 個小立方體形成的大立方體，碳原子占大立方體的個頂角、個面心（或說占大立方體的個一個中心、個棱心）以及其中間隔的個小立方體的中心（或說碳原子占每個小立方體間隔的個頂角和中心） ，平均每個晶胞含有個碳原子。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，于導電和導熱，溶于水和有機溶劑。只與酸和強堿反應。用于制造水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導纖維等。相當于在晶體硅的每個硅硅鍵之間個插入了一個氧原子，每個

10、Si 與個 O 原子形成個共價鍵，這幾個氧原子形成的空間構(gòu)型為，每個 O 與個 Si 原子形成共價鍵。在二氧化硅晶體中Si 與O 原子個數(shù)比為，平均每mol SiO2 晶體中含有Si-O 鍵最接近 _mol 。* 石墨 色非金屬單質(zhì)，溶于水，質(zhì)地軟，熔點，可做鉛筆芯和固體潤滑劑，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，即每一個碳原子與緊鄰的個碳原子形成個共價鍵（碳原子數(shù)與碳碳單鍵數(shù)之比為），這幾個碳.原子形成的空間構(gòu)型為；層間存在的作用力為。石墨中最小的碳環(huán)為元環(huán)，每個C 原子被個六邊形共用，平均每個環(huán)占有個碳原子，即碳原子數(shù)與碳環(huán)數(shù)之比為。3

11、-3、金屬晶體一、金屬鍵1、定義2、特征描述金屬鍵最簡單的理論是“電子氣理論”3、強弱 F=K · Q1Q2/r2金屬晶體導電性、導熱性、延展性等共性以及熔沸點和硬度差異性解釋。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，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）簡單立方堆積三維成行堆積，晶胞為個原子形成的立方體，平均每個晶胞含有個原子。配位數(shù)為，它們形成一個空間構(gòu)型，空間利用率太低，為52%，只有金屬釙（Po）采取這種堆積方式。（ 2）體心立方堆積晶胞為個原子形成的立方體（八頂角一中心），平均每個晶

12、胞含有個原子。配位數(shù)為，它們形成一個空間構(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兩種堆積方式（ 3）六方最密堆積按ABABABAB······的方式堆積，Mg、 Zn 、Ti 等；（ 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，空間利用率均為74%。3-4、離子晶體一、離子晶體1、定義由和通過鍵結(jié)合

13、而成的晶體。2、構(gòu)成粒子。3、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。4、物理性質(zhì)（ 1）熔沸點較，硬而脆；綜合考慮離子晶格和鍵能，融化一定破壞鍵，不會破壞其中可能的存在的鍵。.F=K · Q1Q2/r2 ，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）固體導電，液態(tài)導電，水溶液導電。一定為離子化合物，一定為電解質(zhì)。5、類別范疇離子化合物（ 1） IA 、IIA 族等的活潑金屬和VIA 、 VIIA族等的活潑非金屬形成的化合物；（ 2）強堿和大多數(shù)鹽；（ 3）熔融能導電的化合物。6

14、、結(jié)構(gòu)例析離子晶體中的配位數(shù)（縮寫為C.N. ）是指一個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 1：1，同屬 AB 型離子晶體，但配位數(shù)不同。晶體中正負離子的半徑比是決定離子晶體的重要因素，簡稱幾何因素；正負離子的電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱電荷因素；離子的純粹程度是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的又一因素，簡稱鍵性因素。（ 1）氯化鈉陰、陽離子的配位數(shù)為，即每個 Na+緊鄰個 Cl ，這些 Cl 構(gòu)成的幾何圖形是；每個 Na +與個 Na+ 等距離相鄰。晶胞為八個小立方體并集形成的一個大的立方體，若鈉離子占其個頂角和個面心的話，氯離子則占其個中心和個棱心，

15、分別平均每個氯化鈉晶胞含有個Na+和個 Cl 。若晶胞棱長為 a，則相鄰同性離子的核間距離為，相鄰異性離子的核間距離為。（ 2）氯化鉀每個 Cl (或 Cs+ )周圍與之最接近且距離相等的Cs+ (或 Cl )共有個，這幾個 Cs+ (或 Cl )在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為；在每個 Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有) 在空間構(gòu)個，這幾個 Cs+ (或 Cl成的幾何構(gòu)型為；氯化銫晶胞為一個體心立方體即若銫離子占其個中心的話，氯離子則占其個頂角，平均一個氯化銫晶胞含有個 Cs+ 和個 Cl 。若晶胞棱長為a，則相鄰同性離子的核間距離為，相鄰異性離子的核間距離為。（ 3）氟化鈣鈣離子的配位數(shù)為，形成

16、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數(shù)比為；其晶胞立方體中： 鈣離子占其個頂角和個.面心，氟離子占其八分小立方體的個中心（或說正套小立方體的個頂角）；平均一個氟化鈣晶胞含有個鈣離子和個氟離子。若晶胞棱長為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1、定義態(tài)離子形成摩爾離子晶體所的能量。2、意義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體1、定義2、構(gòu)成粒子3、粒子間存在作用粒子內(nèi)4、融化或變形時所破壞的作用5、熔沸點6、硬度7、溶解性水有機溶劑8、溶于水時

17、所克服的作用9、固態(tài)導電性液態(tài)水液10、導熱性10、范疇例舉* 物質(zhì)熔沸點高低的比較（ 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鍵強弱：共價鍵成鍵原子半徑之和越小，鍵長越，鍵能越，熔沸點就越。共用電子對越，電子云重疊越多· ··（ 3）如果同為離子晶體比較離子鍵強弱：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，熔沸點就越。（ 4）如果同為金屬晶體比較金屬鍵強弱：金屬陽離子電荷數(shù)越、離子半徑越，熔沸點就越。（ 5）如果同為分子晶體比較分子間作用力大?。?組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越，分子間力就越，熔沸點越； 式量相近時，分子極性越，熔沸點越； 分子中存在氫鍵的比不存在氫鍵的熔沸點()（ 6）相同條件下的物質(zhì)固體> 液體> 氣體.鞏固思考：1、氮化硅 C3N4 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. 該晶體易溶解于水D. 每個 C 原子與 4 個 N 原子連接，每個N 原子與 3 個 C 原子連接2、下列各組物質(zhì)的晶體中，化學鍵