大学化学 第一章 物质的聚集状态5

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1、晶体的特性：a.具有规则的几何外形，非晶体则没有。b.具有确定的熔点，非晶体只有软化温度。c.具有各向异性，即在不同的方向上有不同的导电性、导热性等。四.固体和晶体结构立方晶体的晶轴a、b、c和它们的夹角、、P186/图21-3立方四方七个晶系（P186/表21-1）根据a、b、c三条晶轴的长度和、、三个夹角的大小不同可以把全部晶体分为七个晶系正交菱形六方a=bc==90=120单斜三斜abc；==90；90abc；90平面点阵及有关的图案晶体外形的对称性是晶体内部原子、分子和离子等结构粒子有序排列的反映

2、。从内部结构看，晶体都具有周期性的点阵结构直线点阵平面点阵空间点阵氯化铯晶体及其空间点阵晶格：空间点阵的基本结构单元a.氯化钠的晶体结构c.面心立方晶格b.金属铜的晶体结构氯化铯晶体：简单立方晶格14种布拉维格子（P191）通过对大量晶体的考察，法国的布拉维在1848年指出，七个晶系的晶体总共有14种晶格（14种布拉维格子）··一个晶格所含的结点数就得按如下的规则计算：1.处于晶格顶角的结点为8个毗邻的晶格共有，每个晶格只分摊到这个结点的1/8；2.处于晶格面心的结点为2个毗邻的晶格共有，每个晶格只分摊到面心结点的1/2；3.处于晶格体心的结点只能属于1个晶格

3、，体心晶格就有1个体心结点。所以简单、底心、面心、体心四类晶格所含的结点数分别为：简单晶格的结点数为8(1/8)=1个；底心晶格的结点数为8(1/8)+2(1/2)=2个；面心晶格的结点数为8(1/8)+6(1/2)=4个；体心晶格的结点数为8(1/8)+1=2个。CsClNaClCu晶胞：实际晶体最小的结构重复单元晶格简单立方面心立方面心立方计算晶胞所含离子数（原子数）的方法和计算晶格所含的结点数的方法相同：顶角上的一个原子算1/8个，面上的一个原子算1/2个，体内的一个原子算1个。因为在晶胞的棱边上也有原子，这些原子常为4个相互毗邻的晶胞所共有

4、；所以处在晶胞棱边上的1个原子只能算1/4个。CsCl:1个Cs+离子和1个Cl离子,即1个CsCl分子NaCl：4个Na+离子和4个Cl离子，即4个NaCl分子Cu：4个Cu原子晶体的类型a.金属晶体b.离子晶体c.共价晶体d.分子晶体金属晶体金属键没有方向性。如果把金属原子看作一个个小小的圆球，许多金属原子紧密地堆砌在一起就形成了球密堆积结构。球密堆积结构是金属晶体的基本结构。球密堆积结构紧密堆积的一层圆球密置层非密置层二类不同的球密堆积结构第一类堆积方式六方密堆积（六方晶格）金属晶体的晶胞六方密堆积结构2个金属原子第二类堆积方式立方密堆积（面心立方晶

5、格）二类不同的球密堆积结构金属晶体的晶胞立方密堆积结构4个金属原子六方密堆积和立方密堆积是金属晶体的二种最常见的结构，在这二种结构中每个金属原子周围都紧密地排列着12个相邻的金属原子。换句话说，在具有六方密堆积和立方密堆积结构的金属晶体中，金属原子的配位数都是12。体心立方堆积结构（体心立方晶格）2个金属原子金属原子配位数=8金属晶体的晶胞除六方密堆积和立方密堆积二种最紧密的堆积结构外，还有一种堆得比较松的常见堆积结构，叫体心立方堆积。1体心立方晶格每个晶胞含2个金属原子数(4r)2=a2+2a2=3a24r=(3)1/2ar=(3)1/2a/4空间利用率:2

6、{4[(3)1/2a/4]3/3}/a3100%=68%2面心立方晶格每个晶胞含4个金属原子数(4r)2=a2+a2=2a24r=(2)1/2ar=(2)1/2a/4空间利用率:4{4[(2)1/2a/4]3/3}/a3100%=74%3六方晶格每个晶胞含2个金属原子数空间利用率:74%例题：金属钙具有面心立方晶格，钙的原子半径为180pm。（1）计算晶胞的边长。（2）1cm3钙晶体中有多少个晶胞。（3）计算金属钙的密度。Ca的摩尔质量40.08g/mol解：（1）已知：(4r)2=a2+a2=2a2a=4r/(2)1/2已知r为180pm,代入:a=

7、2(2)1/2180=509pm=5.0910-8cm1pm=1012m（2）晶胞体积V=a3V=(5.0910-8cm)3晶胞个数：1cm3/(5.0910-8cm)3=7.511021个（3)1cm3金属钙的质量：40.0847.511021/(6.023x1023)=2.030g金属钙的密度为：2.030g/cm3离子晶体离子键也没有方向性，在离子晶体中的正负离子也是紧密地堆积在一起。金属离子的配位数：最邻近的相反离子的数目NaCl，Na+：6，Cl-：6AB型离子晶体：阳离子的配位数=阴离子的配位数NaCl：经验式或最简式负离子比正

8、离子大，金属离子（正离子）的配位数取决