无机化学第七章-晶体结构课件.ppt

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1、第八章晶体结构一、晶体及其内部结构二、离子晶体三、金属晶体四、混合型晶体(过渡型晶体)五、分子晶体和原子晶体了解各种晶体的特征和性质2.了解晶格能的计算3.理解离子极化及其规律本章要求：4.掌握离子极化对物质性质的影响物质的形态气态气体固体晶体内部微粒有规则排列构成的固体非晶体微粒无规则排列构成的固体液态固态液体固体一、晶体及其内部结构(1)有一定的几何形状食盐石英方解石立方体六角柱体棱面体1.晶体的特征(与非晶体相比)非晶体没有一定的几何外形无定形体(2)有固定的熔点(3)各向异性晶体光学性质原因：①晶粒的排列有次序、有规律力学性质导热、导电性溶解性不同方向测定结果不同②按某些确

2、定的规则重复地排列非晶体没有固定的熔点，只有一段软化的温度范围。非晶体是各向同性(微粒排列无次序、不规律)石英晶体(晶体)石英玻璃()非晶体2.晶体的内部结构结点：点阵沿一定的方向按某种规则把结点连接起来，晶体中规则排列的微粒抽象为几何学中的点结点的总和晶格：晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分。晶胞：得到的描述各种晶体内部结构的几何图象。用六个常数(参数)描述：Cabαβγa、b、cα、β、γ晶胞的特征晶胞在三维空间中的无限重复晶格Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Na+Na+Na+Na+七种晶系的性质晶系边长角度实例立方晶系四方晶系六方晶系菱形晶系正交晶系单斜晶系三斜晶系a=

3、b=ca=b≠ca=b≠ca=b=ca≠b≠ca≠b≠ca≠b≠cα=β=γ=90°α=β=γ=90°α=β=90°γ=120°α=β=γ≠90°(＜120°)α=β=γ=90°α=β=90°γ＞90°α≠β≠γ岩盐(NaCl)白锡石墨方解石斜方硫单斜硫重铬酸钾14种布拉维晶格七种晶系带心型式分类晶体晶胞参数差异七种晶系十四种布拉维晶格体心立方面心立方简单菱形简单四方体心四方简单六方简单正交体心正交底心正交面心正交简单单斜底心单斜简单三斜简单立方3.晶体的种类四类晶体的内部结构及性质特征CO2I2易溶于非极性溶剂非导体很弱很软分子间力非极性分子WAgCuHClNH3金刚石SiCNa

4、ClMgO实例不溶性易溶于极性溶剂不溶性易溶于极性溶剂溶解性良导体固态、液态不导电，水溶液导电非导体熔融态及其水溶液导电导电导热性有延展性弱很脆脆机械性质软很硬硬硬度低很高高熔、沸点金属键分子间力氢键共价键离子键结合力原子、正离子极性分子原子正、负离子结点上的粒子金属晶体分子晶体原子晶体离子晶体晶体类型很低较高(Hg例外)软、硬不一样二、离子晶体1.离子晶体中最简单的结构类型结构类型NaCl型CsCl型ZnS型配位数684配位比6：68：84：4晶胞形状正立方体正立方体正立方体晶格类型面心立方体心立方立方六方实例KILiFNaBrMgOCaSTiClCsBrCsIAgIAgIZnS

5、ZnO2.离子的堆积规则离子半径比定则阳离子阴离子配位数为六时离子晶体的某一层令r-=1，则ac=4ab=bc=2+2r+∵△abc为直角三角形则42=(2+2r+)2+(2+2r+)2解得r+=0.414当r+/r-=0.414时，阴、阳离子之间刚好接触。abc如果r+/r-＜0.414阴、阳离子不接触，阴离子保持接触。吸引力＜排斥力E体系↑晶体向配位数减小的方向转变构型不稳定如果r+/r-＞0.414阴、阳离子保持接触，阴离子脱离接触。吸引力＞排斥力E体系↓构型可以稳定存在。配位数为6的必要条件是r+/r-≥0.414当r+/r-＞0.732时，晶体将向配位数增大的构型转变正、

6、负离子半径比与配位数关系r+/r-配位数构型0.225~0.4140.414~0.7320.732~1.00468ZnS型NaCl型CsCl型3.离子极化及其对离子晶体性质的影响阴离子：1)离子的电子构型ns2np68电子构型阳离子价电子分布通式1s2离子电子构型2(稀有气体型)实例Li+Be2+ns2np68(稀有气体型)Na+Mg2+Al3+ns2np6nd1~99~17Cr3+Mn2+Fe2+ns2np6nd1018Ag+Zn2+Hg2+(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns218+2Sn2+Pb2+Bi3+2)离子的极化(1)离子极化的概念-+.(a)无电场作用(

7、b)外加电场作用离子中正、负电荷中心不重合的现象离子发生变形-++-·诱导偶极离子的极化··+-+-—+极化强度离子的极化力离子的变形性(2)离子的极化力离子使其它离子极化而发生变形的能力大小①电荷→高，半径→小，电场强度→大，极化力→强。②电荷相同、半径相近，电子构型决定离子极化(18+2)e，18e，2e＞(9~17)e＞8e③复杂离子半径较大，极化力小；高电荷的复杂离子有一定的极化能力。如PO43-、TiO2+(3)离子的变形性离子可以被极化的程度大小①半径→大