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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分？两者有何区分？（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各向向异异性性：晶晶体体在在不不同同方方向向上上的的物物理理性性能能，如如：导导电电性性、导导热热性性等等，在在晶晶体体的的各各个个面面上上不不同同，这这一一性性质叫各向异性。质叫各向异性。晶体：晶体：质点（分
2、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：在探讨晶体内粒子的排列时，通常把各种粒子晶格：在探讨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确定规律整齐排列的点组成的，这些点的总和具间按确定规律整齐排列的点组成的，这些点的总和具有确定的形态，这些点的总和叫晶格。晶格上的点叫有确定的形态
3、，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：晶格中，含有晶体结构中具有代表性的最小重晶胞：晶格中，含有晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。晶胞在各个方向的无限重复就是晶体。复单位叫晶胞。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、晶胞的形态和所以，晶体的性质与晶胞的大小、晶胞的形态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。因为晶胞确定晶格，晶格又是晶体的抽象化表示因为晶胞确定晶格，晶格又是晶体的抽象化表示法，所以，晶胞的性质确定晶体的性质；晶格类型与法，所以，晶胞的性质确定
4、晶体的性质；晶格类型与晶胞的大小、形态有关。晶胞的大小、形态有关。晶格类型晶格类型晶胞的特征（大小、形态）常用六个常数描述；它们晶胞的特征（大小、形态）常用六个常数描述；它们是是a、b、c、，叫晶胞参数，叫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：一是晶胞的大小、型一是晶胞的大小、型式。晶胞的大小、型式由式。晶胞的大小、型式由a a、b b、c 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。另一是晶胞的内容。另一是晶胞的内容。由组成晶
5、胞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确定。确定。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
6、夹角:=90实例实例:Al2O3,CaCO3,As,Bi晶体类型晶体类型 依依据据晶晶格格结结点点上上的的粒粒子子的的种种类类不不同同，晶晶体体可可以分成四种类型：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：晶晶格格结结点点上上交交替替排排列列的的是是正正、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。晶晶格格结结点点上上排排列列的的是是金金属属原原子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子
7、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：离子
8、晶体的水溶液或熔融态导电，是通过导电性：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，而不是通过电子流淌导电离子的定向迁移完成的，而不是通过电子流淌导电。因为结点上是正、负离子，只能在结点旁边有规则的因为结点上是正、负离子，只能在结点旁边有规则的振动，不能自由移动。振动，不能自由移动。4.硬硬度度高高 延延展展性性差差：因因离离子子键键强强度度大大，所所以以硬硬度度高高。但受到外力冲击时，易发生错位，导致裂开但受到外力冲击时，易发生错位，导致裂开。+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，离子键失去作彼此排斥
9、，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，而不行用于锻造，即不具而不行用于锻造，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、负离离子晶体
10、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：6 ：
11、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：某一离子四周排列的与配位数：某一离子四周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，是简洁立方晶体，是简洁立方晶格；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晶晶胞胞是是正正立立方方体体，是是面面心心立立方方晶晶格；格；配位数为：配
12、位数为：4 ：4。属属于于此此类类的的离离子子晶晶体体有有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困难，在困难，在 Ca2+四周有四周有 8 个个 F，而而F 四周有四周有 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。属属于于此此类类的的离离子子晶晶体体有有PbF2、HgF2、SrCl2、BaCl2。此此外外，还还有有更更困困难难的的离离子子晶晶体体构构型型TiO2(金金红红石石型型)；它它属属于于四四方方晶晶胞胞，在在 Ti4
13、+四四周周有有 6个个 O2，而而O2 四四周周有有 3个个 Ti4+；因因此此，TiO2 型离子晶体配位数为型离子晶体配位数为 6：3。为什么离子晶体会实行配比不同的空间结构呢？为什么离子晶体会实行配比不同的空间结构呢？缘由：组成各种离子晶体的正、负离子半径的大缘由：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)同号离子相离，同号离子相离
14、，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动身，探讨半径比与配从六配位的介稳状态动身，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+2r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。假如假如 r+再大些再大些：则出：则出现右图（现右图（b）种状况，即种状况，即离子同号相离，异号相切离子同号相离，异号相切
15、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。从从八八配配位位的的介介稳稳状状态态动动身身，探探讨讨半半径径比比与与配配位数之间的关系。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。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 型晶体型晶体结构。结构。当当 r+接着增加，达到并超过接着增加，达到并超过 r+/r-0.732时，即阳时，即阳离子四周可容纳更多阴离子时，为离子四周可容纳更多阴离子时，为
16、 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)种状况，种状况，如下图。阴离子相切阴离子阳离子相离的不稳定状态。如下图。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 留意：探讨中将离子视为刚性球体，这与实际状况有出入。留意：探讨中将离子视为刚性球体，这与实际状况有出入。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
17、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推断配位数的参考。用离子间的半径比值作为推断配位数的参考。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。这就是半径比规则，用半径比规则可以推断离这就是半径比规则，用半径比规则可以推断离子晶体的空间结构类型。子晶体的空间结构类型。总之，配位数与总之，配位数与 r+/r 之比相关：之比相关：应用半径比规则推断离子晶体的空间构型时，有两应用半径比规则推断离子晶体的空间构型时，有两种例外状况：种例外状况：（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
18、：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。（2）有时，用半径比规则推断的构型与实际相冲突，这）有时，用半径比规则推断的构型与实际相冲突，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 应当是应当是CsCl型，配位数应当是型，配位数应当是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
19、间隙中有很多从金属原子上离子，在结点的间隙中有很多从金属原子上“脱落下来脱落下来”的自由电子，整个晶体靠共用一些自由电子结合起来，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。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 金属键金属键由很多原子或离子共用一些能够不由很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，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：
20、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 由由于于金金属属晶晶体体内内有有自自由由移移动动的的电电子子，在在外外电电压压的的作作用用下下，自自由由电电子子可可以以定定向向移移动动，故故有有导导电电性性。受受热热时时通通过过自自由由电电子子的的碰碰撞撞及及其其与与金金属属离离子子之之间间的的碰碰撞撞，传传递递能能量。故金属是热的良导体。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 金金属属受受外外力力而而发发生生变变形形时时，金金属属键键不不被被破破坏坏，故故金金属属有很好的延展性有很好的延展性,与离子晶
21、体的状况相反。与离子晶体的状况相反。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 金属可以吸取波长范围很广的光，并能重新反射出来，金属可以吸取波长范围很广的光，并能重新反射出来，故金属晶体不透亮，且有金属光泽。故金属晶体不透亮，且有金属光泽。何种元素的原子简洁形成金属晶体呢？何种元素的原子简洁形成金属晶体呢？一般来说，元素原子的电离能越小，它一般来说，元素原子的电离能越小，它的原子越简洁失去电子变成阳离子和自由电的原子越简洁失去电子变成阳离子和自由电子
22、，则该元素的原子越简洁形成金属晶体。子，则该元素的原子越简洁形成金属晶体。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积累的形式存金属晶体中金属原子和离子是以紧密积累的形式存在的在的，为什么？，为什么？在在金金属属晶晶体体中中，自自由由电电子子绝绝大大多多数数是是 s 电电子子，也也就就是是说说金金属属键键是是由由数数目目众众多多的的 s 轨轨道道组组成成的的；我我们们知知道道，s 轨轨道道没没有有方方向向性性，因因此
23、此金金属属键键既既没没有有饱饱和和性性，也也没没有有方方向向性性。只只要要空空间间条条件件允允许许，就就可可以以尽尽可可能能多多的的形形成成金金属属键键。可可是是，金金属属原原子子中中能能用用来来成成键键的的价价电电子子数数终终归归很很少少，为为了了使使这这些些电电子子尽尽可可能能满满足足成成键键的的要要求求，金金属属在在形形成成晶晶体时，总是倾向于组成尽可能紧密的结构，使每个体时，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积累紧密积累原原子子尽尽可可能能多多的的与与其其它它原原子子接接触触，以以保保证证轨轨道道最最大大限限度度的的重重叠叠，结结构构才才稳
24、稳定定。假假如如我我们们把把金金属属原原子子或或金金属属阳阳离离子子看看成成是是刚刚性性球球体体，它它们们的的排排列列方方式式就就实实行行紧紧密密积累的形式。积累的形式。紧密积累：紧密积累：就就是是质质点点之之间间的的作作用用力力，使使质质点点间间尽尽可可能能地相互接近，使它们占有最小的空间。地相互接近，使它们占有最小的空间。我我们们常常用用空空间间利利用用率率的的大大小小，表表示示紧紧密密积积累累的的程程度度。空空间间利利用用率率越越大大，说说明明紧紧密密积积累累的的程程度度越越大大，即即积积累累得得越紧密。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
25、数。2.紧密积累的三种方式紧密积累的三种方式 金属的积累方式金属的积累方式 体心立方紧密积累体心立方紧密积累 六方紧密积累六方紧密积累 面心立方紧密积累面心立方紧密积累 体心立方紧密积累体心立方紧密积累(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 K 的的 立方体心积累立方体心积累 六方紧密积累六方紧密积累 (Hexgonal close Packing)在一个层中，最紧密的积累方式，是一个球
26、在一个层中，最紧密的积累方式，是一个球与四周与四周 6 个球相切，在中心的四周形成个球相切，在中心的四周形成 6 个凹位，个凹位，将其算为第一层。将其算为第一层。属于体心立方密积累的金属有：属于体心立方密积累的金属有：IA、VB、VIB及及 Fe、Ba、Zn、Cd 等。等。其次层其次层 对第一层来讲最紧密的积累方式对第一层来讲最紧密的积累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)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积累方式。可以有两种最紧
27、密的积累方式。下图是此种六方下图是此种六方紧密积累的前视图紧密积累的前视图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 重复的积累重复的积累方式，形成六方紧密积累。方式，形成六方紧密积累。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)六方密积累配位数六方密积累配位数 12，空间利用率为，空间利用率为 74.05%。属于六方密积累的金属有：属于六方密积累的金属有：IIIB，IVB及及 Be、Mg、Tc、Re、Ru、Os 等。等。面心立方紧密积累面心立方紧密积累(Face-centred
28、 Cubic clode Packing)第第一一层层、其其次次层层与与六六方方密密积积累累相相同同。但但是是，第第三三层层排排布布与与六六方方密密积积累累的的排排布布不不同同。实实行行其其次次种种方方式式：ABC ABC ABC重重复复的的积积累累方方式式，形形成成面面心心立立方方紧紧密密积积累累。(第第一一层层有有7个个质质点点，其其次次层层有有3个个质质点点，第第三三层层有有3个个质质点点、方方向向与与二二层层不不同同。)面面心心立立方方密密积积累累的的配配位位数数为为：12，空空间间利利用用率率为为 74.05%。属属于于面面心心立立方方密密积积累累的的金金属属有有：IB及及 Ca、S
29、r、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 两层的位两层的位置置，这是这是 C 层。层。123456123456123456123456面心立方紧密积累的前视图面心立方紧密积累的前视图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。得到面心立方积累。得到面心立方积累。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 原原子子晶晶体体的的晶晶格格结结点点上上排排列列着着一
30、一个个个个中中性性原子，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 原原子子晶晶体体不不导导电电，在在熔熔融融状状态态下下，导导电电性性也也很差很差。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
31、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，要求驾驭金刚石的结构，原子晶体的空间结构，要求驾驭金刚石的结构，了解石英的结构。了解石英的结构。金刚石金刚石(C实行实行sp3杂化杂化)Si实行实行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
32、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以共价以共价键结合，因此石英键结合，因此石英(SiO2)是原子晶体，熔沸是原子晶体，熔沸点高，硬度大。点高，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
33、相结合，分子间通过分子间力相结合,有些分有些分子晶体中还存在着分子间氢键。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；特殊是非极性分子熔、沸点低，硬度小，有挥发性；特殊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；但是还是溶液；但是少数极性分子的晶体溶于水后能够导电。例如：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
34、子。）离子。）3.导电性导电性 4.溶解性、延展性溶解性、延展性 非非极极性性分分子子的的晶晶体体 不不溶溶于于水水；而而极极性性分分子子的的晶晶体体易易溶溶于于水水。分分子子晶晶体体延延展展性性差差。（因因为为分分子子间间以以范范德德华华力力相结合）相结合）5.组成是小分子组成是小分子 分分子子晶晶体体中中存存在在单单独独的的小小分分子子它它们们占占据据晶晶格格结结点点，所所以以表表示示其其组组成成用用分分子子式式。进进行行计计算算时时用用分分子子量量。最最常常见见的的分分子子晶晶体体有有干干冰冰(CO2)、冰冰(H2O)、固固态态氨氨(NH3)、氮氮(N2)、氧氧(O2)、氢氢(H2)及及
35、卤卤素素单单质质、稀稀有有气气体体、有有机机化合物的固体如：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，要求驾驭干冰的结构，分子晶体的空间结构，要求驾驭干冰的结构，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、高温下，超氧化钾钾晶体呈立方体晶体呈立方体结结构。晶体中构。晶体中氧的化合价可看作部分氧的化合价可看作部分为为0价，部分价，部分为为2价。下价。下图图为为超氧化超氧化钾钾晶体的一个晶胞晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复晶体中最小的重复单单元元)。则则下列下列说说法正确的是
36、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+四周有四周有8个个O2，每个，每个O2周周围围有有8个个K+C超氧化超氧化钾钾的化学式的化学式为为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子的数目比可看作为为3 1 AD2、钛钛酸酸钡钡的的热稳热稳定性好，介定性好，介电电常数高，在小型常数高，在小型变压变压器、器、话话筒和筒和扩扩音器中都有音器中都有应应用。用。钛钛酸酸钡钡晶体的晶体的结结构示构示意意图为图为如右如右图图所示，它的化学式是所示，它的化学式
37、是ABaTi8O12BBaTi4O6CBaTi2O4 DBaTiO3D3、下列、下列说说法正确的是法正确的是A在固在固态态CO2晶体中，每个晶体中，每个CO2分子四周有分子四周有12个与个与之之紧邻紧邻等距的等距的CO2分子分子B如右如右图图所示所示为为冰的一种骨架形式，依此冰的一种骨架形式，依此为单为单位向位向空空间间延延长长，该该冰中的每个分子有冰中的每个分子有6个个氢键氢键C冰溶化冰溶化时时破坏了破坏了HO键键D原子晶体原子晶体CO2的晶胞的晶胞结结构与分子晶体构与分子晶体CO2的晶胞的晶胞结结构相同构相同A4、磷化硼是一种超硬耐磨涂、磷化硼是一种超硬耐磨涂层层材料。右材料。右图为图为其
38、晶其晶体体结结构中最小的重复构中最小的重复结结构构单单元，其中的每个原子均元，其中的每个原子均满满足足8电电子子稳稳定定结结构。下列有关构。下列有关说说法正确的是法正确的是A.磷化硼晶体的化学式磷化硼晶体的化学式为为BP，属于离子晶体，属于离子晶体B.磷化硼晶体的熔点高，且熔融状磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态态下能下能导电导电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个共价个共价键键D.磷化硼晶体磷化硼晶体结结构微粒的空构微粒的空间积间积累方式与累方式与氯氯化化钠钠的相同的相同 C5、已知某化合物的晶体是由以右最小、已知某化合物的晶体是由以右最小单单元密置元密置积积累累而成的，
39、关于而成的，关于该该化合物的以下叙述中化合物的以下叙述中错误错误的是的是A1 mol该该化合物中有化合物中有1 mol YB1 mol该该化合物中有化合物中有6 mol O C1 mol该该化合物中有化合物中有2 mol BaD该该化合物的化学式是化合物的化学式是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：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。体体心心立立方方晶晶胞胞中中心心原原子子的的分分数坐标为：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
40、坐标 简洁立方简洁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射射线线分析分析鉴鉴定，某一离子晶体属于立方晶系，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。晶胞顶顶点位置点位置为为Ti4+所占，体所占，体心位置心位置为为Ba2+所占，全部棱心位置所占，全部棱心位置为为O2-所占。所占。请请据据此回答或此回答或计计算：算：（1）用分数坐）用分数坐标标表达各离子在晶胞中的位置。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）指出晶体的点阵阵型式和型式和结结构基元。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）计计算两种正离子的半径算两种正离子的半径值值（O2-半径半径为为 140 pm）。）。（6）Ba2+和和O2-联联合合组组成哪种型式的成哪种型式的积积累？累？（7）O2-的配位状况怎的配位状况怎样样？