第3章++晶体结构

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1、宁德师专化学系第三章晶体结构第3章晶体结构1.了解晶体与非晶体的区别，掌握晶体的基本类型及其性质特点。2.掌握离子键理论与晶格能概念，了解离子极化的基本观点及其对化合物性质的影响。3.掌握金属键理论，了解金属的共性。本章基本要求§3-1晶体§3-3离子晶体§3-2金属晶体§3-4分子晶体与原子晶体§3-5离子极化学说习题解析第3章晶体结构3-1晶体一、晶体的宏观特征二、晶体的微观特征三、晶胞1.规则的几何外形石英硫一、晶体的宏观特征不论在何种条件下结晶，所得晶体的表面夹角（晶角）是一定的。熔化时，体系温度不变。导热、导电、膨胀

2、系数、折射率等性质常因晶体取向不同而异.m.p.tT一、晶体的宏观特征1.规则的几何外形2.固定的熔点3.各向异性双晶——两个体积大致相当的单晶按一定规则生长在一起晶簇——许多单晶以不同取向连在一起多晶——微小晶体的集合体单晶——单一的晶体多面体一、晶体的宏观特征二、晶体的微观特征晶体是由组成晶体的质点在空间按一定规律周期性重复地排列而形成的。特征平移对称性三、晶胞晶格——晶体内部的质点在空间作周期性的重复排列所形成的点阵结构。晶胞——晶体中的最小重复单位。能代表晶体的化学组成和晶体的对称性，经过平移可以复原。三、晶胞三、晶胞

3、a，b，c——三条边长a，β，γ——三个面的夹角。晶胞参数晶胞要素晶胞的大小、型式——晶胞参数晶胞的内容——组成晶胞的原子、分子及它们在晶胞中的位置。布拉维系的7种晶胞晶系边长夹角实例立方a=b=cα=β=γ=90°NaCl菱方a=b=cα=β=γ≠90°Al2O3四方a=b≠cα=β=γ=90°SnO2六方a=b≠cα=β=90°γ=120°AgI正交a≠b≠cα=β=γ=90°HgCl2单斜a≠b≠cα=β=90°γ≠90°KClO3三斜a≠b≠cα≠β≠γ≠90°CuSO4·5H2O根据晶胞的几何特征确定14种布拉维点阵

4、型式按带心型式分为立方晶系a=b=c，===90°四方晶系a=b≠c，===90°正交晶系a≠b≠c，===90°常见晶胞面心立方体心立方简单立方3-2金属晶体一、自由电子理论二、能带理论三、金属晶体的堆积模型一、自由电子理论金属键的强弱与自由电子数、原子半径、电子层结构等因素有关，可用原子化热衡量。金属晶体由许多原子共用一些流动的自由电子所组成——金属沉浸在电子的海洋中.原子化热——指1mol金属变成气态原子时所需要的热量NaAl原子化热108.4kJ∙mol－1326.4kJ∙mol－1m.p.97.5℃

5、660℃b.p.880℃1800℃（1）无方向性和饱和性（2）是离域键金属键的特点一、自由电子理论自由电子理论的应用紧密堆积自由电子的吸光性能自由电子的移动金属键的离域自由电子+金属离子金属原子+++++++++++++++++++++位错++++++++++++++++++++++密度大金属光泽导电传热延展性金属的性质解释1.电子是离域的——所有电子属于整个金属晶体。2.紧密堆积的金属原子的相近能级发生重叠，形成能带。二、能带理论3.构成的能带类型不同，则物质性质不同。因原子轨道能级的不同，金属晶体中有不同的能带。如Li：1

6、s22s12p0能带与能带之间的能量间隙称带隙或禁带宽度。能带的类型金属中相邻的能带有时可以互相重叠.能带的类型半导体——带隙小于3eV绝缘体——带隙通常≥5eV能带的带隙示意图导体——有导带或带隙=0三、金属晶体的堆积模型1.体心立方堆积配位数8空间利用率为68.02%2.六方紧密堆积ABABA配位数12空间利用率为74.05%三、金属晶体的堆积模型3.面心立方最密堆积ABCAABC配位数12空间利用率为74.05%三、金属晶体的堆积模型六方紧密堆积面心立方紧密堆积体心立方堆积——配位数8空间利用率68.02%金属堆积方式配

7、位数12空间利用率74.05%小结3-3离子晶体一、离子结构特征二、离子键三、晶格能四、离子晶体结构模型一、离子结构特征1.离子的电荷——相应的中性原子失去或获得的电子数2.离子构型①2e-构型——1s2Li+Be2+ⅠA、ⅡA、ⅢB的阳离子：Na+、Mg2+、Sc3+ⅥA、ⅦA的负离子：F-、O2-、Cl-②8e-构型——ns2np6ⅠB、ⅡB的阳离子：Zn2+、Ag+部分p区金属的高价离子：Ga3+、Sn4+③18e-构型——ns2np6nd10一、离子结构特征2.离子构型①2e-构型——1s2Li+Be2+②8e-构型—

8、—ns2np6Na+、Mg2+③18e-构型——ns2np6nd10Zn2+、Ag+④(18+2)e-构型——ns2np6nd10(n+1)s2⑤9—17e-构型——ns2np6nd1～9d区金属离子：Fe2+、Cr3+、Cu2+部分p区金属的低价离子：Sn2+、Bi3+∵屏