《无机及分析化学》课件-1.7认识晶体

晶

体主讲人

田雁飞知识点讲解内容离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体晶体与非晶体晶体大量微观物质单位(原子、离子、分子等)在空间按一定规律周期重复有序排列构建的，具有整齐外形，以多面体呈现的固体物质。例如：石英晶体、食盐、方解石等。晶体与非晶体非晶体结构无序或者近程有序而长程无序的物质，组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形。例如：玻璃体、松香、石蜡等。石英晶体石英玻璃微粒有序排列微粒无序排列固体晶体非晶体晶体与非晶体的性质特点特征晶体非晶体形貌有一定的几何外形没有一定的几何外形熔点有固定的熔点，晶体在熔化时温度保持不变，直至全部熔化后，温度才开始上升（如金属锂的熔点180.5℃）无固定的熔点，在加热时，由开始软化到完全熔化，整个过程中温度不断的变化(松香50~70℃软化,70℃以上全部熔化)各向异性有各向异性无各向异性，但有各向同性晶体的内部结构晶体的内部结构↙结点结点：把晶体中规则排列的微粒抽象为几何学中的点。晶格点阵：沿一定方向按某种规律把结点联接起来的几何图形。晶体的内部结构晶体内部的微粒的排布是有序的，在不同方向按确定的规律重复性地排列。晶胞晶胞：构成晶体的最小结构单元在晶体中，能表现出其结构的一切特征的基本重复单位。晶胞为晶体的缩影，它具有：晶体的基本重复单元；能代表晶体的化学组成；必然为平行六面体。晶体分类分类依据晶体种类结构特点典型晶体根据晶格中晶核数量单晶体一个晶核各向均匀生长而成,晶体内部的粒子基本上保持其特有的排列规律单晶冰糖、单晶硅、宝石、金刚石多晶体很多单晶微粒杂乱无规则的聚结而成，各向异性特征消失，整体一般不表现各向异性多数金属和合金都是多晶体根据晶格中结构粒子种类和键的性质离子晶体离子间引力CsI、NaCl分子晶体分子间作用力、氢键原子晶体原子间共价键结合金刚石金属晶体金属键各金属离子晶体离子晶体离子间通过静电引力结合形成的晶体。离子化合物在常温下均为离子晶体，如：NaCl、MgO、CaO。离子晶体中，晶格结点上有规则地交替排列着阴阳离子F-Na+离子晶体中最简单结构类型NaCl型、CsCl型、ZnS型离子晶体的特征晶体类型结点离子种类粒子间作用力一般性质典型案例离子晶体阴、阳离子静电引力熔点较高、硬度较大、脆，水溶液或熔融态导电、熔点较高，有颜色活泼金属氧化物、盐类NaFNa+、F-静电引力硬度2-2.5，熔点993℃Mg2FMg2+、F-静电引力硬度5，熔点1261℃离子晶体的晶格能晶格能(U)：标准状态下，拆开1mol离子晶体变为气体离子所需吸收的能量。U=-∆fHɵ

+S+1/2D+I-ES(升华能)、D(电解能)、I(电离能)、E(电子亲和能)、∆fHɵ(生成热)对晶体结构类型相同的离子化合物：离子电荷数越多，则晶格能就越大。离子电荷数相同，核间距越小，则晶格能就越大。晶格能越大，熔、沸点越高，硬度越大离子晶体的稳定性晶格能的大小是衡量离子晶体稳定性的标志：晶格能越大，该离子型晶体越稳定、熔点越高、硬度越大。NaCl型NaINaBrNaClNaFBaOSrOCaOMgO离子电荷11112222核间距/pm318294279231277257240210晶格能kJ·mol-17047477859233054322334013791熔点/℃6617478019931918243026142852硬度(金刚石=10)--2.52-2.53.33.54.55.5分子晶体分子晶体通过分子间力(也可能有氢键)结合而成的晶体都称为分子晶体。分子晶体中，晶格上结点上排列的是分子(也包括像稀有气体那样的单原子分子)。OC干冰晶体结构常见的分子晶体有：Cl2、Br2、I2、CO2、NH3、HCl分子晶体的性质晶体类型结点粒子种类粒子间作用力一般性质物质示例分子晶体分子分子间力(氢键)熔点低，硬度小，不导电，易挥发。稀有气体多数非金属单质，非金属元素之间形成的化合，有机化合物。干冰CO2分子分子间力冰H2O分子分子间力氢键原子晶体原子晶体中，晶格上的原子，以共价键结合。金刚石原子晶体的特点:熔点高、硬度大、一般不导电。金属晶体金属晶体中，晶格上的金属原子或正