无机及分析化学第六章

《无机及分析化学第六章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章分子和固体结构6、固体结构晶体结构金属晶体离子晶体分子晶体自然界中绝大多数化合物以固体的形式存在。固体有晶体和非晶体，晶体又有单晶和多晶之分。6、1晶体结构和类型晶体结构的宏观特征与晶格理论晶体的宏观特征晶体：晶体是由原子、离子、分子等微粒在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。排列：晶体中微粒的排列具有三维空间的周期性。特征：▲整齐规则的几何外型▲各向异性晶体在不同的方向上具有不同的传热、导电、机械强度等物理性质。▲确定的熔点▲X射线的衍射效应例如：晶体的微观特征—平移对称性▲在晶体的微观空间中，原子（粒子）呈现周期性的整齐排列，对于理想的完美晶体，这

2、种周期性是单调的、不变的。▲宏观晶体的规则外形是晶体平移对称性微观特性的表象。▲非晶态不具有晶体微观结构的平移对称性。▲点阵：组成晶体的质点（分子、原子、离子）在三维空间周期性地重复排列组成的化学实体，如果把重复排列的物种称为基元，并把基元抽象为几何学上的一个点，则晶体被抽象成由点组成的点阵(结晶格子)简称晶格。▲晶胞：晶格中含有晶体结构中具有代表性的最小重复单元，称为单元晶胞，简称晶胞。晶体的性质是由晶胞的大小、形状和质点的种类（分子、原子或离子）以及它们之间的作用力（库仑力、范德华力等）所决定。为了研究晶体，把晶体理想化，抽象成一个几何概念。晶格理论的基本概念▲晶胞

3、的特性：晶胞是晶体微观空间里的一个单元，用晶胞的平移可以复制该晶体，显然，晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，不仅包括“几何”上的相同，还应包括和“化学”上的相同。▲布拉维晶胞三维的平行六面体晶胞（二维平行四边形）▲晶胞参数：描述晶胞大小、形态的物理量。由a,b,c（晶胞的边长）和α，β，γ（边长所形成的夹角）显然，当a,b,c和α，β，γ不同时构成种种不同形状的晶胞体系，常见的晶胞体系有7种即：立方晶系、三方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系晶体的类型晶体的分类晶体名称组成质点作用力基本性质离子晶体：正负离子静电力高熔点、质脆，导电原子

4、晶体：原子共价键分子晶体：分子vandeweals金属晶体：金属原子金属键组成晶体的粒子种类不同及粒子间的作用不一样，晶体一般可分成四种基本类型：球的密堆积如果组成晶体的粒子是等大的，且可以把它视为一个刚性体，例如，金属原子组成金属晶体，这些粒子常采用密堆积的方式。1、h.c.p密堆积（HexagonalClosePacked)2、c.c.p密堆积（CubicClosePacked)两种堆积形式的比较堆积形式名称晶格类型配位数空间比率例子ABAB…h.c.p六方1274.05%Mg,BeABCABC…h.c.p面心立方1274.05%Ca,Srb.c.p体心立方868.

5、02%Li,Na6.2金属晶体金属键理论（1）金属特点不透明,有金属光泽,能导电、传热,富有延展性、可塑性等。（2）金属晶体在晶格结点上排列着金属的原子和正离子，靠金属键结合而形成的晶体称为金属晶体。（3）金属键金属晶体中金属原子之间的作用力。（4）原子化热与金属键原子化热：原子化热与金属键的关系金属原子是如何组合在一起的？为什么能组合在一起？有何特点？如何来描述？金属键理论大多数金属元素的价电子都少于4个（多数只有1或2个），而在金属晶体中每个原子要被8或12个相邻原子所包围，这样少的价电子不足以使金属间形成共价键；金属是由同样原子组成，其电负性相同，不可能形成正、负

6、离子键。金属原子是如何结合的？金属键的本质是什么？自由电子模型理论（电子海、电子气模型）能带理论自由电子由于金属元素的电负性较小,电离能也较小,外层价电子容易脱落下来，形成正离子；在金属正离子和原子间，存在从一上脱落下来的电子。这些电子不固定在某个金属离子的周围，而是能够在离子晶格中相对自由地运动，并不断在原子和离子间进行交换。这些电子不受某一定的原子或离子的束缚,能在金属晶体中自由地运动,故称为“自由电子”或“离域电子”。自由电子模型理论在金属晶体的晶格结点上排列着金属的原子和正离子；在三维空间中运动,离域范围很大的自由电子把金属正离子和原子联系起来,形成金属晶体；在

7、金属晶体中,自由电子与原子或正离子之间的作用力称为金属键；由于金属键可以看做是由许多原子和离子共用许多自由电子而形成的化学键,故也称改性共价键；自由电子模型理论金属中的自由电子为整块金属晶体所共有,一块金属晶体可视为一个巨型的大分子,所以通常以元素符号代表金属单质的化学式；金属键是一种没有方向性、饱和性的离域键,所以金属晶体是由金属原子紧密堆积而成。金属晶体的平面图+++++++自由电子理论的应用金属中自由电子吸收可见光，又散射出来，表现出金属的光泽；在外加电场的作用下，自由电子的定向流动形成了电流；自由电子的运动使金属不同区域之间的温差