一、晶体的常识
1.晶体与非晶体
⑴晶体与非晶体的特征
◆常见的晶体和非晶体晶体:离子化合物、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。非晶体:玻璃、橡胶、沥青等除晶体外的固体,玻璃又称玻璃体。
⑵得到晶体的途径①熔融态物质凝固。②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中析出。
2.晶胞⑴定义:晶体结构中的基本单元叫晶胞。
⑵结构:晶胞一般都是平行六面体,晶体是由无数晶胞无隙并置而成的。①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。②并置:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。③所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
◆晶胞参数:晶胞的三组棱长和三组棱的三个夹角的角度。
⑶晶胞的计算——均摊法原则:晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/n。①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占1/3。二、四种晶体类型的比较
三、典型晶体的结构
①金刚石晶体中,每个C与另外4个C形成共价键,C—C键之间的夹角是.5°,最小的环是六元环。含有1molC的金刚石中,形成的共价键有2mol。②SiO2晶体中,每个Si原子与4个O原子成键,每个O原子与2个硅原子成键,最小的环是十二元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是Si原子,1molSiO2中含有4molSi—O键。
(2)分子晶体
①干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。②冰的结构模型中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接,含1molH2O的冰中,最多可形成2mol“氢键”。
(3)离子晶体
①NaCl型:在晶体中,每个Na+同时吸引6个Cl-,每个Cl-同时吸引6个Na+,配位数为6。每个晶胞含4个Na+和4个Cl-。②CsCl型:在晶体中,每个Cl-吸引8个Cs+,每个Cs+吸引8个Cl-,配位数为8。
(4)石墨晶体
石墨层状晶体中,层与层之间的作用是分子间作用力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是sp2。
(5)常见金属晶体的原子堆积模型