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1、(1)晶体自范性的本质晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象呈现周期性的有序排列的宏观表象.(2)晶体自范性的条件之一晶体自范性的条件之一:生长速率适当生长速率适当.自范性自范性微观结构微观结构晶体晶体有有(能自发呈现多面体能自发呈现多面体外形外形)原子在三维空间里原子在三维空间里呈周期性有序排列呈周期性有序排列非晶体非晶体没有没有(不能自发呈现多面不能自发呈现多面体外形体外形)原子排列相对无序原子排列相对无序一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别2.晶体形成的途径晶体形成的途径熔融态物质凝固熔融态物质凝固
2、.气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华凝华).溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出.3.晶体的特性晶体的特性有规则的几何外形有规则的几何外形有固定的熔沸点有固定的熔沸点物理性质物理性质(强度、导热性、光学性质等）各向强度、导热性、光学性质等）各向异性异性二二.晶胞晶胞1.定义定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元晶体中重复出现的最基本的结构单元体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方三种典型立方晶体结构三种典型立方晶体结构三种典型立方晶体结构三种典型立方晶体结构立方晶胞立方晶胞体心：体心：1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/82.立方晶体中立方晶
3、体中晶胞对质点的占有率晶胞对质点的占有率晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞晶胞 例例11987年年2月，朱经武月，朱经武（Paul Chu）教授等发现钇）教授等发现钇钡铜氧化合物在钡铜氧化合物在90K温度下温度下即具有超导性，若该化合物即具有超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（合物的化学式可能是（）A.YBa2CuO7-X B.YBa2Cu2O7-X C.YBa2Cu3O7-X D.YBa2Cu4O7-XCu 8(1/8)+8(1/4)=3 1/81/81/41/4Ba 2Y 1C三三、四种
4、四种晶体的概念及分类晶体的概念及分类1.1.离子晶体离子晶体 （1 1）概念：）概念：离子离子间通过间通过离子键离子键结合而成的晶体。结合而成的晶体。（2 2）重要判断依据：有阴、阳离子。）重要判断依据：有阴、阳离子。（3 3）影响熔沸点高低的因素：）影响熔沸点高低的因素：离子键离子键的强弱。的强弱。2.2.原子晶体原子晶体 （1 1）概念：相邻）概念：相邻原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成 空间网状结构的晶体。空间网状结构的晶体。（2 2）重要判断依据：空间网状结构。重要判断依据：空间网状结构。（3 3）影响熔沸点高低的因素：共价键的）影响熔沸点高低的因素：共价键的键能键能
5、3 3.分子晶体分子晶体（1 1）概念：分子间以）概念：分子间以分子间作用力分子间作用力相结合的晶体。相结合的晶体。（2 2）重要判断依据：晶体中存在单个的分子。）重要判断依据：晶体中存在单个的分子。（3 3）影响熔沸点高低的因素：分子间作用力。）影响熔沸点高低的因素：分子间作用力。4 4.金属晶体金属晶体（1 1）概念：）概念：金属离子和自由电子金属离子和自由电子之间的较强作用之间的较强作用形成的单质晶体。形成的单质晶体。（2 2）重要判断依据：金属单质。）重要判断依据：金属单质。（3 3）影响熔沸点高低的因素：金属的活动性）影响熔沸点高低的因素：金属的活动性四四.四种晶体的比较四种晶体的比
6、较晶体类型晶体类型晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体金属晶体金属晶体 晶体粒子晶体粒子晶体粒子晶体粒子阴、阳离子阴、阳离子阴、阳离子阴、阳离子 原子原子原子原子 分子分子分子分子 金属阳离子、金属阳离子、金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子自由电子自由电子 粒子间粒子间粒子间粒子间作用力作用力作用力作用力 离子键离子键离子键离子键共价键共价键共价键共价键 分子间作分子间作分子间作分子间作用力用力用力用力金属键金属键金属键金属键熔沸点熔沸点熔沸点熔沸点 硬度硬度硬度硬度 较高较高较高较高 较
7、硬较硬较硬较硬 很高很高很高很高 很硬很硬很硬很硬 较低较低较低较低 一般较软一般较软一般较软一般较软 一般较高，少部一般较高，少部一般较高，少部一般较高，少部分低分低分低分低 ,一般较硬，一般较硬，一般较硬，一般较硬，少部分软少部分软少部分软少部分软 溶解性溶解性溶解性溶解性 易溶于极性溶剂易溶于极性溶剂易溶于极性溶剂易溶于极性溶剂难溶于有机溶剂难溶于有机溶剂难溶于有机溶剂难溶于有机溶剂难溶解难溶解难溶解难溶解相似相溶相似相溶相似相溶相似相溶难溶解难溶解难溶解难溶解导电导电导电导电情况情况情况情况 固体不导电，固体不导电，固体不导电，固体不导电，熔化或溶于水熔化或溶于水熔化或溶于水熔化或溶于
8、水后导电后导电后导电后导电 不导电不导电不导电不导电（除硅）（除硅）（除硅）（除硅）一般不一般不一般不一般不导电导电导电导电 良导体良导体良导体良导体 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 1.金属氧化物金属氧化物（K2O、Na2O2）2.强碱强碱（NaOH、KOH、Ba(OH)23.绝大多数的绝大多数的盐类盐类 1.金刚石、石金刚石、石墨、晶体硅、墨、晶体硅、晶体硼晶体硼 2.SiC、SiO2晶体晶体、BN晶体晶体1.大多数非金属单质大多数非金属单质:X2,O2,H2,S8,P4,C60（除金（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）硼外）2.气态氢化物气态
9、氢化物:H2O,NH3,CH4,HX3.非金属氧化物非金属氧化物:CO2,SO2,NO2（除（除SiO2外）外）3.酸酸:H2SO4,HNO34.大多数有机物大多数有机物:乙醇，蔗糖乙醇，蔗糖（除有机盐）（除有机盐）五五、四四种晶体类型的常见例子种晶体类型的常见例子 1 1.离子晶体离子晶体(1 1)NaClNaCl：一个：一个NaNa+周围以离子键同时结合周围以离子键同时结合 个个ClCl-，与一个，与一个Na+Na+距离最近的距离最近的Na+Na+有有 个，在一个晶个，在一个晶胞中含胞中含Na+Na+、ClCl-的数目为的数目为 个，若个，若NaClNaCl晶胞的边晶胞的边长为长为r cm
10、r cm，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为NANA，则晶体的密，则晶体的密度度 。6 612124 4（2 2）CsClCsCl：一个：一个CsCs+周围以离子键同时结周围以离子键同时结合合 个个ClCl-，与一个，与一个Cs+Cs+距离最近的距离最近的Cs+Cs+有有 个，在一个晶胞中含个，在一个晶胞中含CsCs+、ClCl-均为均为 个，个，若若CsClCsCl晶胞的边长为晶胞的边长为r cmr cm，晶体的密度为，晶体的密度为g/cmg/cm3 3，则阿伏加德罗常数为，则阿伏加德罗常数为 。8 86 61 1氯氯化化铯铯晶晶体体结结构构模模型型(1)(1)几何因素几何因素-正负离子的半
11、径比正负离子的半径比(r+/r-)(2)(2)电荷因素电荷因素-正负离子的电荷比正负离子的电荷比CaFCaF2 2 晶体中正离子配位数晶体中正离子配位数8,8,负离子配位数为负离子配位数为 。TiOTiO2 2晶体中正离子的配位数为晶体中正离子的配位数为6 6，负离子的配位数，负离子的配位数为多少？为多少？(3)(3)键性因素键性因素-离子键的纯粹程度离子键的纯粹程度r+/r-0.2250.4140.4140.7320.7321.00配位数配位数(3)(3)离子晶体中离子的配位数的决定因素离子晶体中离子的配位数的决定因素(4)(4)晶格能晶格能1.晶格能晶格能:在标准状况下在标准状况下,气态正
12、离子和气态负离气态正离子和气态负离子形成子形成1mol离子晶体所释放的能量离子晶体所释放的能量.2.影响影响晶格能的因素晶格能的因素:(1)与正负离子电荷成正比与正负离子电荷成正比(2)与核间距成反比与核间距成反比(与半径成反比与半径成反比)3.晶格能与离子晶体的物理性质晶格能与离子晶体的物理性质:晶格能越大晶格能越大,离子晶体越稳定离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬度熔沸点越高、硬度越大越大.2 2.原子晶体原子晶体（1 1）金刚石：一个）金刚石：一个C C原子周围以共价键同时结合原子周围以共价键同时结合 C C原原子，键角为子，键角为 ，形成正四面体结构，并不断向周，形成正四面体结构，并不断向
13、周围扩展成空间网状结构。围扩展成空间网状结构。10928共价键共价键4 4个个1092810928（2 2）石墨（）石墨（过渡晶体）：一个渡晶体）：一个C C原子周原子周围以共价以共价键同同时结合个合个 C C原子，原子，键角角为 ，并不断向周，并不断向周围扩展成展成 结构。构。3 3120120层状状（2）二氧化硅晶体结构能用类似方法模拟,在1molSiO2晶体中含有 mol的SiO键。二二氧氧化化硅硅晶晶体体结结构构模模型型4如CO2分子晶体，在一个晶胞中含有个CO2 分子，与一个CO2分子距离最近且等距离的CO2分子有 个。3.3.分子晶体分子晶体412二二氧氧化化碳碳晶晶体体结结构构模
14、模型型2023/2/13分子晶体结构特征分子晶体结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键分子（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有密堆积（每个分子周围有1212个紧邻的分子，个紧邻的分子，如：（如：（C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2）（）有分子间氢键不具有分子密堆积特（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（征（如如：HF HF、冰、冰、NHNH3 3 ）冰中个水分子周围冰中个水分子周围冰中个水分子周围冰中个水分子周围有个水分子有个水分子有个水分子有个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方氢键具有方向性向性分子的非密堆积分子的非密堆积4 4、金属晶体的原子堆积模型
15、、金属晶体的原子堆积模型(1)原子原子在在二维二维平面上的平面上的两种放置方式两种放置方式非密置层非密置层配位数为配位数为密置层密置层配位数为配位数为三维堆积三维堆积四种方式四种方式(2)(2)金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式(3)(3)金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型堆积模型典型代表典型代表空间利用率空间利用率配位数配位数晶胞晶胞简单立方简单立方Po52%6钾型钾型(bcp)K68%8镁
16、型镁型(hcp)Mg74%12铜型铜型(ccp)Cu74%12六、晶体熔沸点高低的判断六、晶体熔沸点高低的判断 不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体一般：原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体（有例外）分子晶体（有例外）同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较 离子晶体：离子晶体：阴、阳离子阴、阳离子电荷数越大，半径越小电荷数越大，半径越小熔沸点越高熔沸点越高 原子晶体：原子晶体：原子半径越小原子半径越小键长越短键长越短键能越大键能越大熔沸点越高熔沸点越高 分子晶体：分子晶体：相对分子质量越大，相对分子质量越大，相对分子质量越大，相对分子质量越大，分子的极性越大分子的极性越大熔沸点越高熔沸点越高 组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体 金属晶体：金属晶体：金属阳离子电荷数越高，半径越小金属阳离子电荷数越高，半径越小熔沸点越高熔沸点越高