晶体基本知识

晶体基本知识8.1晶体的基本知识晶胞：把晶体中的微粒（原子、离子或分子）抽象地看成一个结点，把它们联结起来，构成不同形状的空间格子，这些空间格子都是六面体。假如将晶体结构截裁成一个一个彼此互相并置的而且等同的平行六面体的基本单元，它代表晶体的基本重复单元。我们称这些基本单元为晶胞。晶胞参数：晶胞的大小和形状由6个参数决定。它是六面体的3个边长，a、b、c和cb、ca、ab所成的3个夹角α、β、γ。这六个参数总称晶胞参数（也称点阵参数）。按照各种晶体中晶胞参数的不同，把晶体分为七类：称之为七大晶系。如下图七大晶系中最简单的是立方晶系，立方晶系又分为简单立方晶格、体心立方晶格和面心立方晶格。8.1晶体的基本知识8.1晶体的基本知识8.1晶体的基本知识8.1.3晶体的基本类型金属晶体晶体分类离子晶体分子晶体和共价晶体此外还有混合型晶体、链状晶体和层状晶体。8.2离子键和离子晶体8.2.1离子键的形成离子键一般存在于金属元素与非金属元素所组成的化合物中。成键时，金属元素原子的外层电子脱离原来的原子轨道，进入非金属元素原子的最外层轨道，从而使双方都达到比较稳定的结构。离子键的特点：A作用力的实质是静电引力B离子键无方向性,无饱和性。因为是静电吸引,所以无方向性;且只要是正负离子之间,则彼此吸引,即无饱和性。8.2.2离子晶体离子键在晶体内趋于采取紧密的堆积方式：配位数。举CsCl、NaCl为例，8.2离子键和离子晶体点阵型式是Cs+离子形成简单立方点阵，Cl-离子形成另一个立方点阵，两个简单立方点阵平行交错，交错的方式是一个简单立方格子的结点位于另一个简单立方格子的体心。如下图所示。属立方晶系，配位数为8∶8，即每个正离子被8个负离子包围，同时每个负离子也被8个正离子所包围。

（a）Cs+与Cl-的两个简单立方点阵平行交错（b）CsCl型晶体例2NaCl的晶体点阵型式是Na+离子的面心立方点阵与Cl-离子的面心立方点阵平面交错，交错的方式是一个面心立方格子的结点位于另一个面心立方格子的中央。如下图所示。属立方晶系，配位数为6∶6，即每个离子被6个相反电荷的离子所包围。NaCl型的晶胞是立方面心，但质点分布与CsCl型不同。8.2离子键和离子晶体离子晶体的特点：A无确定的分子量:NaCl晶体是个大分子,无单独的NaCl分子存在于分子中.NaCl是化学式,因而58.5是式量,不是分子量。B导电性:水溶液或熔融态导电,是通过离子的定向迁移导电,而不是通过电子流动而导电。C熔点沸点较高。D硬度高,延展性差:因离子键强度大，所以硬度高.8.3原子晶体和分子晶体8.3.1原子晶体原子晶体又称共价晶体，结点上粒子是中性原子，原子间以强大的共价键相结合，原子晶体具有很高的熔点和硬度，在熔融时几乎不导电。常见的原子晶体有金刚石C、碳化硅SiC、碳化硼B4C和氮化铝AlN等。8.3.2分子晶体分子晶体结点上的粒子是共价分子，分子之间通过分子间力相结合。分子晶体的熔点、沸点低，在常温下通常处于液态或气体。8.4金属键和金属晶体所有金属晶体的配位数是8或12。改性共价键理论：在固态或液态金属中，金属原子可以松脱下价电子，自由地从一个原子流动到另一个原子，这些电子称为自由电子。金属键无方向性和饱和性。晶格类型组成晶胞的质点结合力晶体特性实例原子晶体原子共价键硬度大,熔、沸点很高,在大多数溶剂中不溶,导电性差金刚石,SiC离子晶体正离子离子键熔、沸点高,硬而脆,大多溶于极性溶剂中,熔融状态和水溶液能导电NaCl,CaCl,ZnS负离子分子晶体极性分子分子间力(有氢键)熔、沸点低,能溶于极性溶剂中,溶于水时能导电HCl,HF,NH3,H2O非极性分子分子间力熔、沸点