第八章晶體結(jié)構(gòu)

1、 第八章第八章 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1.了解晶體的類型、特征、結(jié)構(gòu)。了解晶體的類型、特征、結(jié)構(gòu)。2.掌握離子晶體的特性，常見的離子晶體。掌握離子晶體的特性，常見的離子晶體。3.了解離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。了解離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。目錄：第一節(jié)第一節(jié) 晶體的基本概念晶體的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 離子晶體離子晶體第三節(jié)第三節(jié) 原子晶體和分子晶體原子晶體和分子晶體第四節(jié)第四節(jié) 金屬鍵及金屬晶體金屬鍵及金屬晶體第五節(jié)第五節(jié) 混合型晶體混合型晶體第六節(jié)第六節(jié) 離子極化離子極化 物質(zhì)通常有三種聚集狀態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)通常有三種聚集狀態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)固態(tài)又分為晶體和非晶體兩大類

2、。自然界中絕大多固態(tài)又分為晶體和非晶體兩大類。自然界中絕大多數(shù)都是晶體，有極少數(shù)屬非晶體。數(shù)都是晶體，有極少數(shù)屬非晶體。第一節(jié)第一節(jié) 晶體的基本概念晶體的基本概念一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體 晶晶 體體 非非 晶晶 體體 1 規(guī)則的幾何外形（如食鹽）規(guī)則的幾何外形（如食鹽） 無定形體（如瀝青）無定形體（如瀝青） 2 一定壓力下，熔點(diǎn)一定（如冰）一定壓力下，熔點(diǎn)一定（如冰） 無固定熔點(diǎn)（松香無固定熔點(diǎn)（松香5070） 3 各向異性各向異性 各向同性各向同性晶體的特征：晶體的特征：w晶體有一定規(guī)則的幾何外形晶體有一定規(guī)則的幾何外形。不論在何種條件下結(jié)。不論在何種條件下結(jié)晶，所得的晶體表面夾角（

3、晶角）是一定的。晶，所得的晶體表面夾角（晶角）是一定的。 w晶體有一定的熔點(diǎn)晶體有一定的熔點(diǎn)。晶體在熔化時(shí)，在未熔化完之。晶體在熔化時(shí)，在未熔化完之前，其體系溫度不會(huì)上升。只有熔化后溫度才上升。前，其體系溫度不會(huì)上升。只有熔化后溫度才上升。 w晶體有各向異性。晶體有各向異性。有些晶體，因在各個(gè)方向上排列有些晶體，因在各個(gè)方向上排列的差異而導(dǎo)致各向異性的差異而導(dǎo)致各向異性 。各向異性只有在單晶中才。各向異性只有在單晶中才能表現(xiàn)出來。能表現(xiàn)出來。二、晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1晶格晶格（點(diǎn)陣）（點(diǎn)陣） 構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)以一定的規(guī)則排列在空間固構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)以一定的規(guī)則排列在空間固定的點(diǎn)上，這

4、些質(zhì)點(diǎn)的空間排列稱為晶格定的點(diǎn)上，這些質(zhì)點(diǎn)的空間排列稱為晶格(或或點(diǎn)陣點(diǎn)陣)。結(jié)晶學(xué)上，把晶體中的微粒抽象為幾何點(diǎn)。這結(jié)晶學(xué)上，把晶體中的微粒抽象為幾何點(diǎn)。這些點(diǎn)稱為晶格結(jié)點(diǎn)，這些點(diǎn)的總和稱為晶格。些點(diǎn)稱為晶格結(jié)點(diǎn)，這些點(diǎn)的總和稱為晶格。 最常見的三種晶格：最常見的三種晶格：最常見的為：簡單立方晶格、面心立方晶格和體心最常見的為：簡單立方晶格、面心立方晶格和體心立方晶格。立方晶格。 2晶格結(jié)點(diǎn)：晶格結(jié)點(diǎn)：結(jié)晶學(xué)上，把晶體中的微粒抽象為幾何點(diǎn)。這結(jié)晶學(xué)上，把晶體中的微粒抽象為幾何點(diǎn)。這些點(diǎn)稱為晶格結(jié)點(diǎn)。些點(diǎn)稱為晶格結(jié)點(diǎn)。 3晶胞晶胞：構(gòu)成晶體的：構(gòu)成晶體的最小重復(fù)單位最小重復(fù)單位稱為晶胞。即晶體

5、中能稱為晶胞。即晶體中能代表晶格特征的最小部分。代表晶格特征的最小部分。 4*點(diǎn)陣形式（晶格類型）點(diǎn)陣形式（晶格類型）選講選講 根據(jù)晶胞的特征，可以劃分為七個(gè)晶系：立方晶系、四方晶根據(jù)晶胞的特征，可以劃分為七個(gè)晶系：立方晶系、四方晶系六方晶系、菱形晶系、正交晶系、單斜晶系、三斜晶系，系六方晶系、菱形晶系、正交晶系、單斜晶系、三斜晶系，包含包含14種晶格。種晶格。 最常見的為簡單立方晶格、面心立方晶格和體心立最常見的為簡單立方晶格、面心立方晶格和體心立方晶格三種。方晶格三種。第二節(jié)第二節(jié) 離子晶體離子晶體一、離子晶體一、離子晶體晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著正、負(fù)離子正、負(fù)離子，兩者之

6、間以離子鍵相結(jié)，兩者之間以離子鍵相結(jié)合的晶體叫做離子晶體。合的晶體叫做離子晶體。1.質(zhì)點(diǎn)間作用力質(zhì)點(diǎn)間作用力：離子鍵：離子鍵2.性質(zhì)性質(zhì) 有較高的熔點(diǎn)和較大的硬度，但較脆，延展性差，多數(shù)溶有較高的熔點(diǎn)和較大的硬度，但較脆，延展性差，多數(shù)溶于極性溶劑，水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。于極性溶劑，水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。 晶格能晶格能 熔點(diǎn)熔點(diǎn)，硬度，硬度 如如 r(Mg2+) 917 8（2） 變形性大小變形性大小一般地，負(fù)離子半徑較大，以變形性為主。陰離子的一般地，負(fù)離子半徑較大，以變形性為主。陰離子的電荷數(shù)越高、半徑越大，變形性越大。復(fù)雜陰離子電荷數(shù)越高、半徑越大，變形性越大。復(fù)雜陰離子的變形性

7、一般小于簡單陰離子的變形性。的變形性一般小于簡單陰離子的變形性。 如：如：I- Br- Cl- F-（3）附加極化）附加極化 具有具有182、18電子構(gòu)型的正離子除有極化作用外電子構(gòu)型的正離子除有極化作用外還有變形性，在負(fù)離子的作用下，正離子發(fā)生變形，還有變形性，在負(fù)離子的作用下，正離子發(fā)生變形，使雙方的誘導(dǎo)偶極進(jìn)一步拉長，這部分增加的極化使雙方的誘導(dǎo)偶極進(jìn)一步拉長，這部分增加的極化稱為附加極化。附加極化的大小隨離子半徑的增大稱為附加極化。附加極化的大小隨離子半徑的增大而增大。而增大。二、離子極化對(duì)化合物性質(zhì)的影響二、離子極化對(duì)化合物性質(zhì)的影響 1離子極化對(duì)化學(xué)鍵的影響離子極化對(duì)化學(xué)鍵的影響離

8、子相互極化的結(jié)果使鍵的離子性成分減少，鍵的共離子相互極化的結(jié)果使鍵的離子性成分減少，鍵的共價(jià)性成分增加即鍵的極性減弱。如價(jià)性成分增加即鍵的極性減弱。如AgI為共價(jià)分子。為共價(jià)分子。 2離子極化對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的影響離子極化對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的影響離子極化的結(jié)果使正負(fù)離子的電子云相互重疊，縮短離子極化的結(jié)果使正負(fù)離子的電子云相互重疊，縮短了正負(fù)離子的核間距，即改變了正、負(fù)離子的半徑了正負(fù)離子的核間距，即改變了正、負(fù)離子的半徑比，使晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。比，使晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 一般地，隨離子極化增強(qiáng)，晶體的配位數(shù)減小，晶一般地，隨離子極化增強(qiáng)，晶體的配位數(shù)減小，晶型發(fā)生變化。型發(fā)生變化。3離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

9、離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響（1）分子的極性越強(qiáng)，溶解度越大。離子極化的結(jié)果導(dǎo)致鍵）分子的極性越強(qiáng)，溶解度越大。離子極化的結(jié)果導(dǎo)致鍵的共價(jià)性成分增加，使化合物的極性減弱，從而使其在水中的的共價(jià)性成分增加，使化合物的極性減弱，從而使其在水中的溶解度降低。如鹵化銀系列溶解度隨離子極化的變化較典型。溶解度降低。如鹵化銀系列溶解度隨離子極化的變化較典型。如如25時(shí)：時(shí)： AgF AgCl AgBr AgI溶解度溶解度mol/L 0.15 210-4 2.910-5 2.710-7想一想：有上述溶解度的數(shù)據(jù)說明了什么問題？想一想：有上述溶解度的數(shù)據(jù)說明了什么問題？結(jié)論：極化作用越強(qiáng)，化合物的溶解度越低。結(jié)論：極化作用越強(qiáng)，化合物的溶解度越低。（2）離子極化作用還可使物質(zhì)的顏色加深極化作）離