8. 第七章 固体的结构与性质
无机化学学习指导
无机化学学习指导第一章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）用于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。
2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想气体状态方程pV = nRT6.理想气体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νB B8.反应进度（ξ）表示化学反应进行程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。
随着反应的进行，任一化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，而与状态变化的途径无关。
10.热和功体系和环境之间因温差而传递的热量称为热。
除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。
11.热力学能（U）体系部所含的总能量。
12.能量守恒定律孤立体系中能量是不会自生自灭的，它可以变换形式，但总值不变。
13.热力学第一定律封闭体系热力学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W < 0, ΔU < 0。
14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡U + pV, Q p = Δr H m15.赫斯定律Q p = ∑Q B , Δr H m = ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下气体：纯气体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。
溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-117.标准摩尔生成焓（）标准态下最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）一般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(生成物) + Σνi(反应物)第二章化学反应的方向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积反应进行程度随时间的变化率，即：2.活化分子：具有等于或超过E c能量（分子发生有效碰撞所必须具备的最低能量）的分子。
无机化学第七章固体的结构与性质
ZnS型 同质多晶现象：
高温晶下胞：N正aC立l型方形
化学组成相同而晶阳体离构子型配不位同数的：现4象
阴离子配位数：4
S2- Zn2+
例 BeO、ZnSe
7-2-3 离子晶体的稳定性
离子晶体的晶格能
晶格能——标准态下，拆开1mol离子晶体 变为气态离子所需吸收的能量
NaCl(s)
7-1-1 离子晶体的特征和性质
晶体 结点粒 粒子
类型 子种类 间作 一般性质 物质示例
用力
离子 阳、阴 晶体 离子
静电 引力
熔点较高、 活泼金属 略硬、脆, 氧化物、
熔体、溶液易导电 盐类
NaF Na+、F-
硬度2~2.5, 熔点993℃
MgF2 Mg2+、F-
F- _
Na+
_
+ _ +
硬_ 度+5, +_ _+
H 5 = －U = ? ， NaCl 的晶格能 U 的相反数；
Na ( s ) H 1
Na ( g ) H 3
熔点_12+61℃_
+
_+ _ _+ _
+ + +
7-2-2 离子晶体中最简单的结构类型
AB型：NaCl型、 CsCl型、立方ZnS型
NaCl型
晶格类型:面心立方
Cl- 阳离子配位数：6 Na+ 阴离子配位数：6
例 KI、LiF、NaBr、 MgO、CaS
CsCl型
Cl- Cs+
ZnS型
S2- Zn2+
在加热时，由开始软化到完全熔化, 整 个过程中温度不断变化。
无机化学第四版第七章思考题与知识题目解析
第七章固体的结构与性质思考题1.常用的硫粉是硫的微晶，熔点为112.8℃，溶于CS2，CCl4等溶剂中，试判断它属于哪一类晶体?分子晶体2.已知下列两类晶体的熔点：(1) 物质NaF NaCl NaBr NaI熔点/℃993 801 747 661(2) 物质SiF4SiCl4 SiBr4 SiI4熔点/℃ -90.2 -70 5.4 120.5为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体，所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高，离子晶体的熔点主要取决于晶格能，NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径的逐渐增大，晶格能减小，所以熔点降低。
分子晶体的熔点主要取决于分子间力，随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量的增大，分子间力逐渐增大，所以熔点逐渐升高。
3.当气态离子Ca2+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出的能量多。
因为离子半径r(Ca2+)<r(Sr2+),形成的晶体CaF2的核间距离较小，相对较稳定的缘故。
4. 解释下列问题：(1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)<r(Cl-),而电荷数相同，因此，晶格能：NaF>NaCl。
所以NaF的熔点高于NaCl。
(2)BeO的熔点高于LiF；由于BeO中离子的电荷数是LiF 中离子电荷数的2倍。
晶格能：BeO>LiF。
所以BeO的熔点高于LiF。
(3)SiO2的熔点高于CO2；SiO2为原子晶体，而CO2为分子晶体。
所以SiO2的熔点高于CO2。
(4)冰的熔点高于干冰(固态CO2)；它们都属于分子晶体，但是冰分子中具有氢键。
所以冰的熔点高于干冰。
(5)石墨软而导电，而金刚石坚硬且不导电。
石墨具有层状结构，每个碳原子采用SP2杂化，层与层之间作用力较弱，同层碳原子之间存在大π键，大π键中的电子可以沿着层面运动。
物质的结构与性质
物质的结构与性质引言：在我们的日常生活中，我们不断接触和使用各种各样的物质，如水、空气、金属、塑料等。
这些物质在我们的生活中扮演着重要的角色，而它们的性质决定了它们在不同的条件下的行为和用途。
本节课将探讨物质的结构与性质之间的关系，以帮助学生更好地理解和应用这些物质。
一、物质的组成与结构物质是由微观粒子构成的，不同的物质由不同种类的微观粒子组成。
例如，金属由金属元素中的金属离子和自由电子组成，而水则由水分子（H2O）组成。
学生可以通过实验和观察，了解不同物质的组成和结构，并探讨它们对物质性质的影响。
二、固体、液体和气体的结构与性质不同的物质在不同状态下具有不同的结构和性质。
固体具有紧密有序的排列和定形的结构，因此具有固定的形状和体积。
液体的微观粒子排列比较紧密，但没有固定的形状，可以自由流动。
气体的微观粒子排列比较松散，具有较高的运动能力，能够填满整个容器。
通过实验观察，学生可以深入理解不同状态下物质的结构和性质，并将其应用于实际问题。
三、溶解与溶液的性质溶解是指固体、液体或气体在液体中完全混合形成溶液。
不同物质在溶液中的行为与性质各不相同。
有些物质溶解后形成导电溶液，如盐溶液和酸性溶液；而有些物质溶解后形成非导电溶液，如糖溶液和酒精溶液。
通过进行实验和分析，学生可以研究溶解和溶液的性质，并了解溶质和溶剂的概念。
四、化学反应与物质性质的变化化学反应是指物质之间发生的化学变化。
在化学反应中，原有物质的组成和结构发生了改变，导致了物质性质的变化。
例如，铁与氧气发生化学反应生成铁的氧化物，其物理和化学性质与铁和氧气有所不同。
通过实验观察和研究，学生可以了解化学反应对物质性质的影响，并应用于实际生活中的问题解决。
五、应用案例在本节课的最后，我们将通过一些实际案例来展示物质的结构与性质之间的关系。
例如，我们可以通过探索不同材料的导热性和导电性，设计更高效的散热器和电路。
我们还可以研究酸和碱的性质，了解它们在生活中的应用，如清洗剂和药品的制备等。
固体的结构与性质
固体的结构与性质固体是物质的一种基本状态，其结构和性质对于我们理解和应用物质至关重要。
本文将从固体的结构与性质两个方面进行探讨，帮助读者深入了解固体的特点和相关知识。
一、固体的结构固体是由原子、离子或分子组成的，其内部结构紧密有序。
常见的固体结构有晶体和非晶体两类。
1. 晶体结构晶体是由规则重复排列的三维晶体格点构成的。
按照晶格的形状分类，晶体又可分为立方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系六类。
晶体结构的特点包括：（1）周期性：晶体结构呈现规律的重复性，几何形状具有对称性。
（2）硬度：晶体由于内部原子、离子或分子的结合力较强，因此常具有较高的硬度。
（3）透明性：某些晶体的结构对入射光具有高度的吸收和散射，从而使得它们呈现出透明的性质。
2. 非晶体结构非晶体没有明确的晶体结构，其原子、离子或分子的排列形式是无序的、杂乱的。
非晶体的特点包括：（1）无规则性：非晶体内部原子、离子或分子无明显的规律性排列，呈现无序状态。
（2）随机性：在非晶态下，固体的物理性质随着组成成分的变化呈现连续性、可调节性。
（3）折射性：非晶体对光的折射性较强，使得它们呈现出不透明的特征。
二、固体的性质固体的性质是其结构特点所决定的，在以下几个方面表现出差异：1. 密度不同结构的固体具有不同的密度。
在一定温度和压力下，晶体的密度较大，而非晶体的密度较小。
这是因为晶体的有序排列使得原子、离子或分子之间的间隙较小，而非晶体中的无序性使得间隙较大。
2. 热导率晶体的热导率一般较高，是因为晶体中原子、离子或分子的排列紧密有序，传热路径较短。
非晶体由于其无序性，传热路径较长，因此热导率较低。
3. 电导率根据固体中携带电荷的粒子类型和可移动性的不同，固体的电导率表现出多样性。
金属固体因其自由电子的存在具有优良的导电性；离子晶体由于离子在结构中的周期性排列具有较高的电离度和离子迁移性；而非金属固体的电导率则相对较低。
4. 弹性固体的弹性是指其在受力作用下产生的变形和恢复的能力。
无机化学-第七章固体的结构与性质
H 6
NaCl ( s ) H 5
Na + ( g ) +
Cl－ ( g )
H 6 = f HmӨ = - 410.9 kJ·mol－1 ，NaCl的标准生成热。
由盖斯定律 H 6 = H 1 + H2 + H 3 + H 4 + H 5
所以
H 5 = H 6 － ( H1 + H 2 + H 3 + H 4 )
H 2 = 1/2 D = 119.7 kJ·mol－1 ，Cl 2 ( g ) 的离解能 D
的一半； 2021/5/31
无机化学
Na ( s ) + 1/2 Cl2 ( g )
H 1 Na ( g )
H 2 Cl ( g )
H 3
H 4
Na + ( g ) +
Cl－ ( g )
H 6
NaCl ( s ) H 5
a, b, c 为六面体 边长， α, β, γ 分别是bc , ca, ab 所组成的夹 角。
晶胞在三维空间中的无限重复排列
晶格
晶体
晶胞参数 差异
七种晶系
七种晶系的性质
晶系 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
七种晶系
边长
a=b=c a = b≠c a = b≠c a=b=c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
给抽象的结果赋予实质性内容，即将 晶体的结构单元置于晶格的节点上，就是 晶体。
在晶体有规律的排列中，可以找到代 表晶体结构的最小的平行六面体单位，即 晶胞。
单晶体和多晶体
单 晶 体 晶 体 多 晶 体
无机化学第四版第七章思考题与习题答案
U最小）；(2) N2的熔点最低，Si最高（Si是原子晶体，N2和NH3是分子晶体，且N2的分子间力小于NH3）。
2. 离子 电子分布式 离子电子构型
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 9~17
5. 解：(1)极化力： Na+、Al3+、Si4+，变形性：Si4+、Al3、Na+；
(2)极化力：Ge2+、Sn2+、I-，变形性：I-、Sn2+、Ge2+
6. 解：SiCl4、AlCl3、MgCl2、NaCl。
7. 解：(1) 离子极化作用由强到弱：HgS>CdS>ZnS; 溶解度由小到大:HgS<CdS<ZnS.
4. 根据所学晶体结构知识，填出下表。
物 质 晶格结点上的粒子 晶格结点上粒子间的作用力 晶体类型 预测熔点(高或低)
N2 N2分子 分子间力 分子晶体 很低
SiC Si、C原子 共价键 原子晶体 很高
2. (1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)<r(Cl-),而电荷数相同，因此，晶格能：NaF>NaCl。所以NaF的熔点高于NaCl。
(2)BeO的熔点高于LiF；由于BeO中离子的电荷数是LiF中离子电荷数的2倍。晶格能：BeO>LiF。所以BeO的熔点高于LiF。
Ag+ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 18
Ca2+ 1s22s22p63s23p6 8
Li+ 1s2 2
S2- 1s22s22p63s23p6 8
Pb2+ [Xe]4f145d106s2 18+2
贵州大学固体物理学教案
贵州大学固体物理学教案第一章：固体物理学概述1.1 固体物理学的基本概念固体的定义与分类晶体的基本特征晶体的空间点阵与布拉格子1.2 固体物理学的研究方法实验方法：X射线衍射、电子显微镜、光谱学等理论方法：周期性边界条件、平面波展开、密度泛函理论等1.3 固体物理学的历史与发展固态电子学的兴起晶体生长的技术发展新型材料的发现与应用第二章：晶体的结构与性质2.1 晶体的点阵结构点阵类型的定义与特点晶胞的参数与坐标描述晶体的对称性分析2.2 晶体的物理性质热膨胀与导热性弹性与硬度电性质与磁性质2.3 晶体的电子结构能带理论的基本概念电子在晶体中的散射与迁移半导体与半金属的特性第三章：金属物理学3.1 金属的电子结构自由电子模型与费米面电子与晶格振动的合作效应电子的输运性质3.2 金属的晶体结构金属晶体的常见类型晶界的特性与分类多晶体与微观缺陷3.3 金属的相变与合金相变的类型与特点合金的性能与设计纳米结构材料的应用第四章：半导体物理学4.1 半导体的电子结构能带结构的类型与特点载流子的产生与复合半导体的掺杂效应4.2 半导体的导电性质霍尔效应与载流子迁移率光电导性与光吸收半导体器件的应用4.3 半导体材料与应用硅与锗的特性与应用化合物半导体材料新型半导体材料的研究方向第五章：超导物理学5.1 超导现象的发现与发展超导的定义与实验发现超导体的临界温度与临界磁场超导体的微观机制5.2 超导材料的性质与应用交流超导电缆与磁体超导量子干涉器高温超导材料的发现与应用前景5.3 高温超导材料的合成与表征高温超导材料的合成方法材料的结构表征技术材料的热电性质测量第六章：固体的磁性质与自旋电子学6.1 固体的磁性基础电子的自旋与磁矩磁性材料的类型与特点磁性的宏观表现：磁化、磁化率、磁滞回环6.2 磁性材料的微观机制顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性磁畴与磁畴壁磁性材料的晶体结构与磁性关系6.3 自旋电子学及其应用自旋极化与自旋注入磁隧道结与自旋转移矩自旋电子学器件与新型存储技术第七章：固体的光学性质7.1 固体的能带结构与光吸收能带结构与光吸收的关系直接跃迁与间接跃迁带隙与半导体的发光性质7.2 固体的发光性质与LED技术发光二极管（LED）的工作原理半导体激光器有机发光二极管（OLED）7.3 非线性光学与光子晶体非线性光学效应与器件光子晶体的基本概念与特性光子晶体在光通信中的应用第八章：固体的电性质与器件8.1 固体的电导性与电阻器电导性的微观机制金属的电导性与电阻器半导体的电导性与二极管8.2 固体的晶体管与集成电路晶体管的工作原理集成电路的设计与制造微电子技术与纳米电子学8.3 新型纳米电子器件纳米线与纳米带器件单分子电子器件量子点与量子线器件第九章：固体的热性质与热力学9.1 固体的热传导性质热传导的微观机制热导率的测量与影响因素热绝缘材料与热开关9.2 热力学第一定律与第二定律热力学基本方程与状态方程熵与无序度的物理意义热力学循环与效率9.3 固体热力学应用实例热电材料与热电器件热泵与制冷技术热力学在能源转换中的应用第十章：固体物理学的前沿领域10.1 新型纳米材料一维纳米材料：纳米线、纳米管二维纳米材料：石墨烯、过渡金属硫化物三维纳米材料：纳米颗粒、纳米结构10.2 新型超导材料高温超导材料的发现与发展铁基超导材料的特性与应用拓扑绝缘体与量子相变10.3 量子计算与量子通信量子比特与量子电路量子纠错与量子保护量子通信的实验进展与未来挑战10.4 固态器件的模拟与设计计算机模拟方法与软件工具基于第一性原理的电子结构计算器件设计与优化的一般方法重点和难点解析重点一：晶体的基本特征与点阵结构晶体具有长程有序、周期性重复的点阵结构。
《固体物理教案》课件
《固体物理教案》课件第一章：固体物理概述1.1 固体物理简介介绍固体物理的基本概念和研究内容强调固体物理在材料科学和工程领域的重要性1.2 固体的基本性质介绍固体的分类和晶体结构讲解固体的弹性、塑性、硬度和导电性等基本性质1.3 固体材料的制备和characterization介绍固体材料的制备方法，如熔融、蒸发、溅射等讲解固体材料的表征技术，如X射线衍射、电子显微镜等第二章：晶体结构与晶体缺陷2.1 晶体结构的基本概念介绍晶体的定义和特征讲解晶体的点阵结构和空间群理论2.2 常见晶体结构介绍金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体的结构特点举例讲解不同晶体结构的代表性材料2.3 晶体缺陷介绍晶体缺陷的类型和性质讲解晶体缺陷对材料性能的影响第三章：固体的电子性质3.1 电子分布与能带理论介绍电子分布的基本概念讲解能带理论的基本原理和应用3.2 半导体的电子性质介绍半导体的能带结构和导电机制讲解半导体的掺杂和器件应用3.3 金属的电子性质介绍金属的能带结构和导电机制讲解金属的电子迁移率和电子束效应等性质第四章：固体的热性质4.1 热传导的基本概念介绍热传导的定义和方式讲解热传导的微观机制4.2 热膨胀和热容介绍热膨胀和热容的概念讲解热膨胀系数和热容的计算方法4.3 超导现象介绍超导现象的发现和基本原理讲解超导体的特性和应用第五章：固体材料的力学性质5.1 弹性和塑性介绍弹性和塑性的定义和区别讲解弹性模量和塑性变形的微观机制5.2 硬度和磨损介绍硬度的概念和测量方法讲解磨损的机制和防止方法5.3 断裂和强度介绍断裂的类型和强度概念讲解断裂韧性和疲劳强度的计算方法第六章：固体的磁性质6.1 磁性的基本概念介绍磁性的定义和分类讲解磁化强度、磁化率和磁化曲线等基本概念6.2 晶体磁性介绍顺磁性、抗磁性和铁磁性等晶体磁性的基本特性讲解磁晶场的概念和磁畴结构的形成6.3 磁性材料及其应用介绍软磁性材料和硬磁性材料的特点和应用讲解磁性材料在电机、传感器和存储器等领域的应用第七章：固体的光学性质7.1 光的传播与折射介绍光的传播原理和折射定律讲解光在不同介质中的传播特性7.2 光的吸收与发射介绍光的吸收和发射现象讲解能级跃迁和量子亏损等基本概念7.3 固体的发光性质介绍固体的发光机制和分类讲解LED和激光器等固体发光器件的原理和应用第八章：固体的电性质8.1 电导率和电阻率介绍电导率和电阻率的定义和计算方法讲解电子散射和载流子浓度的关系8.2 半导体器件介绍半导体器件的基本原理和分类讲解晶体管、二极管和光电器件等半导体器件的结构和特性8.3 介电材料介绍介电材料的分类和介电常数的概念讲解介电材料的电容和绝缘性能等特性第九章：固体的声性质9.1 声波的基本概念介绍声波的定义和传播原理讲解声速和声波的衰减等基本特性9.2 固体的声学性质介绍固体的声速和声波的传播特性讲解声波在固体中的散射和衰减现象9.3 声波的应用介绍声波在通信、医学和材料检测等领域的应用讲解声波传感器和声波换能器等器件的原理和应用第十章：固体物理实验技术10.1 固体物理实验基本方法介绍固体物理实验的基本技术和设备讲解样品制备、表征和测量等实验方法10.2 实验数据分析方法介绍实验数据的误差分析和信号处理方法讲解数据拟合和参数估计等数据分析技术10.3 固体物理实验案例分析分析固体物理实验的实际案例讲解实验结果的物理意义和应用价值重点和难点解析1. 固体物理的基本概念和研究内容，以及其在材料科学和工程领域的重要性。
第七章 固体、液体和气体的性质
第七章固体、液体和气体的性质在20世纪上半叶，物理学对固体的研究主要是针对自然界天然存在物体的一些物理现象，例如各种金属和非金属晶体。
但到20世纪下半叶，固体物理逐渐演变为含义更广的凝聚态物理（液态也包括在内）。
研究方法上主要是从微观结构和微观粒子（分子、原子、电子）的运动来研究其宏观性质。
我们从分子动理论可以知道，分子不停地在做无规则运动，它们之间有相互作用力存在。
分子力的作用使分子聚集在一起，分子的无规则运动又使它们分散开来，这两种作用相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态：固态、液态和气态。
固体和液体有一个共同点，即原子、分子间距离较短，彼此间有较强的作用，它们都不易被压缩。
而气体和液体都没有一定的形状，都具有流动性，所以统称为流体。
气体分子间距离较大，分子间的作用十分微弱，可以认为气体分子除了跟别的分子或跟器壁碰撞时有相互作用外，不受其他任何作用力，所以气体分子可以到达容器的任何角落而充满整个容器。
本章我们将学习固体、液体和气体的性质，以及它们的微观结构。
第七章 A 固体的基本性质瑞典皇家科学院于1996年10月宣布，将当年诺贝尔化学奖授予美国的罗伯特·柯尔、理查德·斯莫利和英国的哈罗德·克罗托。
这三位科学家获奖的原因是他们发现了一种新的碳的同素异构体：碳- 60。
这种分子形状很像足球的新材料有许多独特的性质，将在21世纪的经济建设中发挥重要的作用。
图7-1那么，极微小的“足球”为什么会在科技界引起如此巨大的轰动效应呢？要解释这些问题，我们必须从固体的微观结构及其基本性质讨论起。
一、晶体和非晶体固体是一种物质的凝聚态。
从结构上说，一般可以把固体分成晶体和非晶体两大类，我们平时接触的物质，如金属、玻璃、木材、泥土等，其中哪些是晶体？哪些是非晶体呢？拓展联想你知道什么是凝聚态物质吗？物质除气、液、固三种常见状态外，还有介于液、固之间的中间态、等离子态、低温下的特殊量子态（如超流态）等。
固体与液体知识点总结
固体与液体知识点总结一、固体的性质和结构1. 固体的性质固体具有以下一些基本性质：(1) 形状稳定：固体的分子间有较强的相互作用力，使得固体具有固定的形状和体积。
(2) 不易压缩：由于固体分子间的排列比较密实，所以固体的体积很难被改变，即固体不易被压缩。
(3) 定形定容：固体分子间的相互作用力很大，所以固体的分子基本处于固定的位置，这样使得固体具有定形定容的特点。
(4) 有一定的硬度：固体由于分子排列牢固，所以具有一定的硬度，不易变形。
2. 固体的结构固体的结构可以分为晶体和非晶体两类。
晶体是由周期排列的离子、原子或分子组成，这种结构是有规则的、有序的。
而非晶体是由无序排列的离子、原子或分子组成，这种结构是无规则的、无序的。
晶体的结构又可分为离子晶体、共价晶体和金属晶体等不同类型，每种类型的晶体都有其特有的结构和性质。
非晶体则是因为其原子或分子排列是无序的，所以无固定的结构和性质。
二、液体的性质和结构1. 液体的性质液体具有以下一些基本性质：(1) 体积不定形：液体的分子间受到一定的相互作用力，使得液体具有一定的粘滞性，所以液体的体积不定形。
(2) 定容不定形：液体具有一定的粘滞性和流动性，所以液体的形状不固定但体积固定，具有定容不定形的特性。
(3) 可压缩：液体相对于固体来说，由于其分子间作用力较小，液体具有一定的压缩性。
(4) 无一定的形状和容积：液体的分子排列比较紧密，所以无一定的形状和容积。
2. 液体的结构液体的结构是由无序排列的离子、原子或分子组成，这种结构是无规则的、无序的。
液体的分子排列常常具有一定的规则，但整体上并没有固定的结构。
三、固液相转化1. 固液相转化的条件固液相转化是指物质从固态转化为液态或从液态转化为固态的过程。
固液相转化的条件主要包括温度和压力两个方面。
当物质的温度高于其熔点时，固体会转化为液体；当物质的温度低于其凝固点时，液体会转化为固体。
在一定的压力条件下，物质的固液相转化温度也是固定的，这就是物质的熔点和凝固点。
固体材料的结构与性能研究
固体材料的结构与性能研究固体材料是指具有坚实的物理结构和化学成分，能够保持形状和体积，并能够抵抗形变和变形的物体。
固体材料广泛应用于各行各业，例如建筑、机械制造、电子工程等领域。
理解固体材料的结构与性能对于材料研究和应用具有重要意义。
本文将介绍固体材料的结构与性能研究的相关内容。
一、固体材料的结构固体材料的结构通常由原子和分子组成。
原子具有正电荷的原子核和负电荷的电子壳层。
原子核内有质子和中子，而电子壳层中的电子数量与原子的元素相对应。
固体材料中的原子通过化学键形成分子或晶体。
分子由共价键或离子键相连的原子组成，而晶体是由原子、离子或分子组成的具有长程有序排列的结构。
固体材料的结构可以分为单晶体、多晶体和非晶体。
单晶体中的原子或分子具有长程有序排列的结构，具有清晰的表面和平滑的断面。
多晶体由许多结晶颗粒组成，晶粒与晶粒之间的晶界和晶界内的缺陷对材料的性质产生重要影响。
非晶体中的原子、离子或分子没有长程有序排列的结构。
相较于单晶体和多晶体，非晶体的晶体缺陷较小，但由于其结构的无序性，非晶体具有更高的熵和更大的内聚能。
二、固体材料的性能固体材料的性能主要由以下几个方面组成：力学性能、电学性能、光学性能和热学性能。
（1）力学性能力学性能主要指材料在受到外部力作用下的抗力和形变特性。
例如，固体材料的硬度、强度、韧性和弹性模量等。
固体材料的硬度主要指其对于外部压力或切割力的抗性。
固体材料的硬度可以通过Vickers硬度和洛氏硬度来进行测量。
固体材料的强度主要指其在承受拉伸、压缩、剪切和弯曲力时的抵抗力。
材料的强度可以通过拉伸试验、压缩试验和弯曲试验来测试。
固体材料的韧性主要指其在受到外部力作用下能够延展或变形的能力。
材料的韧性可以通过冲击试验来测试。
固体材料的弹性模量主要指其对于外部力作用下能够恢复原状的能力。
材料的弹性模量可以通过牛顿破坏法和声波法来测试。
（2）电学性能电学性能主要指固体材料在电场中的表现。
固体的结构与性质
二 晶体的内部结构 1 晶格 把晶体中规则排列的粒子看作几何点，叫作结点。 把晶体中规则排列的粒子看作几何点，叫作结点。将结点 按照一定方向和某种规则连接起来， 按照一定方向和某种规则连接起来，得到可以描述晶体内 部结构的空间格子，简称晶格。晶格有14种不同形状。 部结构的空间格子，简称晶格。晶格有 种不同形状。 种不同形状
晶体类型 结点上的粒子
离子晶体 正、负离 子
原子晶 体 原子 极性分 子
分子晶体 非极性分子
金属晶体 金属原子、 金属原子、金属 正离子(离子间隙 正离子 离子间隙 处有自由电子) 处有自由电子 金属键
结合力
离子键
共价键
性 质 特 征
熔、沸点 硬度 机械性能
较高 硬 脆
高 硬 不脆
分子间 力、氢 键 低 软 软
如，Na的3s1形成3s能带： Na的 形成3 能带：
(σ*3s) (σ3s)
能量较低的σ3s能带充满电子，称满带； 3s能带没 能量较低的σ3s能带充满电子，称满带；σ*3s能带没 σ3s能带充满电子 有电子，为空带，又称导带,在满带和导带之间有禁带。 有电子，为空带，又称导带,在满带和导带之间有禁带。
标准态下
Na+(g)+Cl-(g)
U=786kJ·mol-1
z1 z 2 U ∝ d
z：阴、阳离子所带电荷数 ： d：核间距 ：
对于晶体构型相同的离子晶体：离子所带电荷数越高、 对于晶体构型相同的离子晶体：离子所带电荷数越高、核 间距越短，晶格能越大，晶体越稳定。 间距越短，晶格能越大，晶体越稳定。 2 离子晶体的稳定性 晶格能越大，离子晶体越稳定，其熔点越高，硬度越大。 晶格能越大，离子晶体越稳定，其熔点越高，硬度越大。 思考：按熔点高低将下列物质排列： 思考：按熔点高低将下列物质排列：NaCl、MgO、CaO、KCl。 、 、 、 。 MgO > CaO >NaCl>KCl
天津大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)章节题库(固体的结构与性质)【圣才出品】
第7章 固体的结构与性质一、选择题1．在NaCl晶体中，Na＋的配位数是（）。
A．2B．4C．6D．8【答案】C2．某晶体的晶胞参数满足关系a＝b＝c，α＝β＝γ，则下列判断中正确的是（）。
A．一定属于立方晶系B．一定属于三方晶系C．一定属于六方晶系D．属于立方晶系或三方晶系【答案】D【解析】晶胞参数与晶系的关系见表7-1：表7-13．下列金属晶体中，不属于密堆积的是（）。
A．金刚石型B．立方面心C．立方体心D．六方【答案】A【解析】金刚石型金属配位数为4，堆积的空间利用率最低（34.01％）；立方面心和六方晶系金属配位数为12，空间利用率高（74.05％）；立方体心金属配位数为8，空间利用率居中（68.02％）；除金刚石堆积方式外，其他三种余属晶体均属密堆积。
二、填空题1．给出晶体中离子的配位数比：NaCl ，立方ZnS ，CsCl 。
【答案】6:6；4:4；8:82．Ag＋半径为128pm，I－半径为220pm，按半径比规则，AgI具有型结构，离子的配位数应为，实际上AgI晶体中配位数为，这是由于造成的。
【答案】NaCl；6；4；离子相互极化【解析】离子半径比规则只能应用于离子型晶体，而不适用于共价化合物。
如果正负离子之间有强烈的相互极化作用，晶体类型就会偏离AB型离子晶体类型的一般规则。
例如，本题AgI按离子半径比计算r＋/r－＝0.58，介于0.414～0.732，应属于NaCl型晶体，而实际上是ZnS型晶体，这是正负离子相互极化的缘故。
3．给出金属晶体的晶胞中原子数：六方密堆积，立方面心密堆积，立方体心密堆积，金刚石型堆积。
【答案】2；4；2；8三、简答题判断下列化合物熔点高低顺序并说明理由。
MgO，BaO，BN，ZnCl2。
答：BN＞MgO＞BaO＞ZnCl2。
BN层内为原子晶体，熔点最高；MgO、BaO和ZnCl2为离子晶体，其熔沸点高低与离子键强度有关。
ZnCl2：＋2价离子与－1价离子的引力小，熔点最低；MgO与BaO：离子半径Mg2＋＜Ba2＋，离子键强度MgO＞BaO，故熔点MgO＞BaO。
无机化学 晶体和非晶体
能流动 各向异性
无机化学多媒体电子教案
第一节结束
第七章 固体结构与性质
第一节 结束
7-1-2 晶体的内部结构
晶格点阵
Cl- Na+ Cl+ +
Cl
晶体内部的微粒的排布是 有序的，在不同方向按确ห้องสมุดไป่ตู้7-1-2 晶体的内部结构 Na Cl Na 定的规律重复性地排列。 Na+
Cl
Cl- 晶格点阵——沿一定 方向按某种规律把结 + Na 点联接起来的几何图 形。
7-1-2 晶体的内部结构
无机化学多媒体电子教案
第七章 固体结构与性质 第一节晶体与非晶体
第一节 晶体与非晶体
7-1-1 晶体的特征
有一定的几何外形
7-1-1晶体的特征
食盐 石英 方解石 非晶体(无定形体)——没有一定的几何外形 如玻璃、松香、石蜡 微晶体——如碳黑
7-1-1 晶体的特征
有固定的熔点 即晶体在熔化时温度保持不变，直至 全部熔化后，温度才开始上升。 如 冰的熔点 0℃
非晶体无固定的熔点 在加热时，由开始软化到完全熔化, 整 个过程中温度不断变化。
如 松香 50~70℃软化,70℃以上全部熔化
7-1-1 晶体的特征
各向异性 晶体的某些性质，如光学性质、力学 性质、导热、导电性、机械强度、溶 解性等在不同方向不同。
如：云母 可按纹理面方向裂成薄片
非晶体各向同性
晶体和非晶体在性质上的差异 是两者内部结构不同而造成的 晶体内部的微粒的排布是有序的，在不 同方向按确定的规律重复性地排列，造 成晶体的各向异性。 非晶体内部微粒的排列是无序的、不规律的 石非 英 晶 玻 体 璃 石英晶体(晶体) ( )
2023年大学_固体物理基础第三版(阎守胜著)课后题答案下载
2023年固体物理基础第三版（阎守胜著）课后题答案下载固体物理基础第三版（阎守胜著）课后答案下载第一章金属自由电子气体模型1.1 模型及基态性质1.1.1 单电子本征态和本征能量1.1.2 基态和基态的能量1.2 自由电子气体的热性质1.2.1 化学势随温度的变化1.2.2 电子比热1.3 泡利顺磁性1.4 电场中的`自由电子1.4.1 准经典模型1.4.2 电子的动力学方程1.4.3 金属的电导率1.5 光学性质1.6 霍尔效应和磁阻1.7 金属的热导率1.8 自由电子气体模型的局限性第二章晶体的结构2.1 晶格2.1.1 布拉维格子2.1.2 原胞2.1.3 配位数2.1.4 几个常见的布拉维格子2.1.5 晶向、晶面和基元的坐标2.2 对称性和布拉维格子的分类2.2.1 点群2.2.2 7个晶系2.2.3 空间群和14个布拉维格子2.2.4 单胞或惯用单胞2.2.5 二维情形2.2.6 点群对称性和晶体的物理性质 2.3 几种常见的晶体结构2.3.1 CsCl结构和立方钙钛矿结构 2.3.2 NaCl和CaF、2结构2.3.3 金刚石和闪锌矿结构2.3.4 六角密堆积结构2.3.5 实例，正交相YBa2Cu307-82.3.6 简单晶格和复式晶格2.4 倒格子2.4.1 概念的引入2.4.2 倒格子是倒易空间中的布拉维格子 2.4.3 倒格矢与晶面2.4.4 倒格子的点群对称性2.5 晶体结构的实验确定2.5.1 X射线衍射2.5.2 电子衍射和中子衍射2.5.3 扫描隧穿显微镜第三章能带论I3.1 布洛赫定理及能带3.1.1 布洛赫定理及证明3.1.2 波矢七的取值与物理意义3.1.3 能带及其图示3.2 弱周期势近似3.2.1 一维情形3.2.2 能隙和布拉格反射3.2.3 复式晶格3.3 紧束缚近似3.3.1 模型及计算3.3.2 万尼尔函数3.4 能带结构的计算3.4.1 近似方法3.4.2 n(K)的对称性3.4.3 n(K)和n的图示3.5 费米面和态密度3.5.1 高布里渊区3.5.2 费米面的构造3.5.3 态密度第四章能带论Ⅱ4.1 电子运动的半经典模型 4.1.1 模型的表述4.1.2 模型合理性的说明4.1.3 有效质量4.1.4 半经典模型的适用范围4.2 恒定电场、磁场作用下电子的运动4.2.1 恒定电场作用下的电子4.2.2 满带不导电4.2.3 近满带中的空穴4.2.4 导体、半导体和绝缘体的能带论解释 4.2.5 恒定磁场作用下电子的准经典运动 4.3 费米面的测量4.3.1 均匀磁场中的自由电子4.3.2 布洛赫电子的轨道量子化4.3.3 德哈斯一范阿尔芬效应4.3.4 回旋共振方法4.4 用光电子谱研究能带结构4.4.1 态密度分布曲线4.4.2 角分辨光电子谱测定n(K)4.5 一些金属元素的能带结构4.5.1 简单金属4.5.2 一价贵金属4.5.3 四价金属和半金属4.5.4 过渡族金属和稀土金属第五章晶格振动5.1 简谐晶体的经典运动5.1.1 简谐近似5.1.2 一维单原子链，声学支 5.1.3 一维双原子链，光学支 5.1.4 三维情形5.2 简谐晶体的量子理论5.2.1 简正坐标5.2.2 声子5.2.3 晶格比热5.2.4 声子态密度5.3 晶格振动谱的实验测定 5.3.1 中子的非弹性散射5.3.2 可见光的非弹性散射 5.4 非简谐效应5.4.1 热膨胀5.4.2 晶格热导率第六章输运现象6.1 玻尔兹曼方程6.2 电导率6.2.1 金属的直流电导率6.2.2 电子和声子的相互作用 6.2.3 电阻率随温度的变化 6.2.4 剩余电阻率6.2.5 近藤效应06.2.6 半导体的电导率6.3 热导率和热电势6.3.1 热导率6.3.2 热电势6.4 霍尔系数和磁阻第七章固体中的原子键合7.1 概述7.1.1 化学键7.1.2 晶体的分类7.1.3 晶体的结合能7.2 共价晶体7.3 离子晶体7.3.1 结合能7.3.2 离子半径7.3.3 部分离子部分共价的晶体7.4 分子晶体、金属及氢键晶体7.4.1 分子晶体7.4.2 量子晶体7.4.3 金属……第八章缺陷第九章无序第十章尺寸第十一章维度第十二章关联固体物理基础第三版（阎守胜著）：基本信息阎守胜，1938生出生，1962年毕业于北京大学物理系，现任北京大学物理学院教授，博士生导师，兼任中国物理学会《物理》杂志主编，他长期从事低温物理，低温物理实验技术，高温超导电性物理和介观物理方面的实验研究，并讲授大学生的固体物理学，低温物理学和现代固体物理学等课程。
固体电子结构
BaO
2 2 135 140 3091 1923 3.3
3.2..3 离子极化
未极化的负离子
极化的负离子
离子的极化率(α)： 描述离子本身变形性的物理量。 离子的极化力(f )： 描述一个离子对其他离子变形的影响能力。
1.离子的极化率(α ) 一般规律：
① 离子半径 r ： r 愈大， α 愈大。
CsCl型
晶格：
简单立方
配位比： 8:8
(红球－Cs+ ,
绿球－Cl-)
晶胞中离子的个数： Cs Cl
：1个 -：8 1
1个
8
ZnS型(立方型)
晶格：面心立方
配位比：4:4 (红球－Zn2+ , 绿球－S2-) 晶胞中离子的个数： Zn2：4个
S2-：6 1 8 1 4个 28
r/pm 97
99
96
95
2.离子极化力(f ) 一般规律：
①离子半径 r ：r 小者，极化力大。 ②离子电荷：电荷多者，极化力大。 ③离子的外层电子构型：
f ：(18+2)e-,18e- > 9－17e- >8e当正负离子混合在一起时，着重考虑
正离子的极化力，负离子的极化率，但是 18e构型的正离子(Ag+, Cd2+ 等)也要考虑其 变形性。
上述数据代入上式求得：
△ rHm,6 =-689.1kJ·mol-1 则：U =689.1kJ·mol-1
2.Born-Lande公式
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
当 R0 以pm，U 以 kJ mol 1 为单位时，
U 138940 AZ1Z2 (1 1 ) kJ mol 1
初中化学知识点归纳固体的特性与结构
初中化学知识点归纳固体的特性与结构固体是一种物质的状态，它具有一定的形状和体积，呈现出相对稳定的结构和特性。
化学中，固体是我们研究的重要对象之一。
本文将对初中化学中固体的特性和结构进行归纳。
一、固体的特性固体与气体和液体相比，具有独特的特性，主要包括以下几个方面：1.形状和体积稳定固体具有一定的形状和体积，不易受外界影响而改变。
这是由于固体分子间的相互作用力比较强，使得分子排列有序，形成稳定的结构。
因此，固体在常温常压下呈现出固定的形态。
2.高密度由于固体分子紧密排列，分子之间的空隙较小，因此固体具有较高的密度。
相同质量的固体与气体和液体相比，占据的体积较小。
3.硬度与脆性固体的硬度和脆性是其特有的性质。
硬度指固体抵抗外力的能力，脆性则指固体在受到外力作用时会发生断裂。
这是由于固体分子之间的相互作用力的强度导致的。
4.熔点和沸点高固体的熔点和沸点较高，需要较高的温度才能使其发生熔化或汽化。
这是由于固体分子之间的相互作用力较强，需要克服较大的能量才能使其分子间距增大。
二、固体的结构固体的结构是指固体中分子或离子的排列方式和空间结构。
化学中，我们常见的固体结构主要有以下几种：1.晶体结构晶体是一种具有规则三维排列的物质。
在晶体中，分子或离子按照一定的规则排列，形成排列有序的结构。
晶体具有清晰的平面和面角，能够形成规则的晶体结构。
例如，盐类晶体中，正负离子按照一定比例和排列方式排列，形成晶体的立方结构。
2.非晶体结构非晶体是一种无法形成规则晶体结构的固体。
在非晶体中，分子或离子的排列是杂乱无序的，没有明显的平面和面角。
玻璃就是一种典型的非晶体，它的结构没有明确的规则性。
3.多晶结构多晶体是由多个晶体颗粒组成的物质。
在多晶体中，多个晶体颗粒具有不同的取向和晶格结构。
例如，金属材料常见的钢铁就是多晶体材料。
三、固体的分类根据固体的组成和性质，可以将固体分为以下几类：1.金属金属是一类特殊的固体，具有良好的导电性和导热性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
n个2s n个1s
半满 满
导带 能 禁带 量 满带
原子轨道 能带 电子充填情况 满带：充满电子的低能量能带 如 Li 1s22s1 1s分子轨道能带
n个2s n个1s 原子轨道 能带
半满 满 电子充填情况
导带 能 禁带 量 满带
●导带：未充满电子的能带
如 Li 1s22s1 2s分子轨道能带 有空的分子轨道存在，在这种能带的电子，只要吸收微小 的能量，就能跃迁到带内能 量稍高的空轨道上运动，从 而使金属具有 导电、导热作用。
7-1-1 晶体的特征
各向异性 晶体的某些性质，如光学性质、力学
性质、导热、导电性、机械强度、溶
解性等在不同方向不同。 如：云母 可按纹理面方向裂成薄片 非晶体各向同性
晶体和非晶体在性质上的差异 是两者内部结构不同而造成的
晶体内部的微粒的排布是有序的，在不同方向按确定 的规律重复性地排列，造成晶体的各向异性。 非晶体内部微粒的排列是无序的、不规律的
NaCl型 离子电荷 核间距/pm 晶格能 kJ· mol-1 熔点/℃ 硬度
(金刚石=10)
NaI NaCl NaBr NaF BaO SrO CaO MgO 1 1 1 1 2 2 2 2 318 294 279 231 277 257 240 210 704 661 － 747 747 － 785 801 2.5 923 993 2~ 2.5
由很多单晶微粒杂乱无规则的聚 结而成的。 各向异性的特征消失，使整体一 般不表现各向异性。 多数金属和合金都是多晶体。
多 晶 体
7-1-4 非晶体物质
非晶体物质——结构无序的固体物质 玻璃体为典型的非晶物质 氧化物玻璃 玻璃体物质 在一定条件下，晶体 如 非晶体 金属玻璃 非晶半导体 高分子化合物
能带概念
假如一块锂金属有n个原子组成，n个2s原子轨道组成 n个分子轨道，这n个分子 轨道的能级非常接近，几 乎形成能量连 续的能带。 能带——由n条能级相同的原子轨道组成
能量几乎连续的n条分子轨道 2s 能带——由2s 原子轨道组成的能带
能带种类
按能带的能级和电子在能带中的分布不同，能带有多种： 满带，导带和禁带
H 1
+
1/2 Cl2 ( g )
H 2 Cl ( g ) H 4
H 6
NaCl ( s )
Na ( g )
H 3
H 5
Na + ( g )
+
Cl－ ( g )
H 3 = I1 = 496 kJ· mol－1 ，Na的第一电离能 I 1 ；
H 4 = -E = -348.7 kJ· mol－1，Cl 的电子亲合能 E 的相反数； H 5 = －U = ? ， NaCl 的晶格能 U 的相反数；
光照时，导带中的电
子可吸收光能跃迁到 能 能量较高的能带上， 量 当电子返回时把吸收 导带 禁带
的能量又发射出来，
使金属具有金属光泽。
满带
导体 绝缘体 半导体
能带理论可解释金属的某些物理性质
导热性
局部加热时，电子 能 量 导带
运动和核的振动，
可进行传热，使金
禁带
满带 导体 绝缘体 半导体
属具有导热性。
能带理论可解释金属的某些物理性质
延展性
受力作用时, 原子在 导带中自由电子的
润滑下, 可以相互滑
动 , 而 能 带 并 不 被破坏。
能 量
导带
禁带
满带 导体 绝缘体 半导体
简单单斜 底心单斜 简单三斜
晶系
简单立方
简单菱方
简单六方
简单四方
晶系
简单三斜
简单单斜
底心单斜
晶系
简单正交
面心立方
面心正交
晶系
体心立方
体心四方
体心正交
7-1-3 单晶体和多晶体
单 晶 体 晶 体
由一个晶核各向均匀生长而成, 晶体内部的粒子基本上保持其特 有的排列规律。 如单晶冰糖、单晶硅、宝石、金刚石
所以
即
H 5 = H 6 － ( H1 + H 2 + H 3 + H 4 )
U = H1 + H 2 + H 3 + H 4 － H 6 = S + 1/2 D + I1 － E － f HmӨ
U = 108.8 + 119.7 + 496 - 348.7 + 410.9 = 786.7 (kJ· mol-1)
晶体类 结点粒子 粒子间 型 种类 作用力 离子晶 体 NaF MgF2 阳、阴 离子 Na+、FMg2+、F静电 引力 一般性质 物质示例 熔点较高、 活泼金属氧 略硬、脆, 化物、盐类 熔体、溶液易导电 硬度2~2.5, 熔点993℃ 硬度5, 熔点1261℃
F- _ + _ + _ _ + Na + +
第七章 固体结构与性质
第一节 晶体与非晶体
7-1-1 晶体的特征
有一定的几何外形
食盐
石英
方解石
非晶体(无定形体)——没有一定的几何外形 如玻璃、松香、石蜡 微晶体——如碳黑
7-1-1 晶体的特征
有固定的熔点 即晶体在熔化时温度保持不变，直至 全部熔化后，温度才开始上升。 如 冰的熔点 0℃ 非晶体无固定的熔点 在加热时，由开始软化到完全熔化, 整 个过程中温度不断变化。 如 松香 50~70℃软化,70℃以上全部熔化
Na ( s )
H 1
+
1/2 Cl2 ( g )
H 2 Cl ( g ) H 4
H 6
NaCl ( s )
Na ( g )
H 43;
Cl－ ( g )
H 6 = f HmӨ = - 410.9 kJ· mol－1 ，NaCl的标准生成热。 由盖斯定律 H 6 = H 1 + H2 + H 3 + H 4 + H 5
n个2s n个2s
原子轨道 能带
半满 满
电子充填情况
导带 能 禁带 量 满带
禁带：相邻的能带间的间隙 如 Li 1s22s1 1s能带和2s能带之间的间隙 禁带是电子的禁区, 电子是不能在此停留的。 若禁带不太宽, 电子获能量可从满带越过禁 带跃迁到导带; 若禁带太宽, 跃迁难以进行。
能带的重叠 金属的紧密堆积结构 使金属原子核间距一般都很小， 使形成的能带之间的间隙一般也都很小， 甚至会出现重叠现象
S Zn
7-2-3 离子晶体的稳定性
离子晶体的晶格能
晶格能——标准态下，拆开1mol离子晶体 变为气态离子所需吸收的能量
℃ Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s) 298.15 标准态
Ｕ＝786 kJ· mol-1
晶格能越大，离子晶体越稳定。
波恩-哈勃循环 Na ( s ) H 1 Na ( g ) + 1/2 Cl2 ( g ) H 2 Cl ( g )
能带理论可解释金属的某些物理性质 导电
导体:在外电场下，导带 中电子在能带中做定向 能 运动，形成电流而导电 量 绝缘体:电子都在满带上， 且禁带较宽，难以跃迁, 不能导电
导带 禁带 满带
导体 绝缘体 半导体
半导体: 禁带较窄, 满带中的电子易被激发,越过禁带 到导带上，增加导电能力。
能带理论可解释金属的某些物理性质 金属光泽
7-3-2 分子晶体
晶体 类型 分子 晶体
干冰 冰
结点粒 子种类 分子
CO2分子 H2O分子
粒子间 作用力 分子间力 (氢键)
分子间力 分子间力 氢键
一般 性质 熔点低 硬度小 不导电 易挥发
物质示例 稀有气体 多数非金属单质 非金属之间化合 物、有机化合物
氧原子 碳原子
第四节
金属晶体
7-4-1 金属晶体的内部结构
_ + _ +
_ + _ + _ + _ + _ + _ +
7-2-2 离子晶体中最简单的结构类型
AB型：NaCl型、 CsCl型、立方ZnS型
NaCl型
晶格类型:面心立方
ClNa+
阳离子配位数：6
阴离子配位数：6 例 KI、LiF、NaBr、 MgO、CaS
CsCl型
晶胞类型：简单立方 阳离子配位数：8 阴离子配位数：8
晶格点阵可描述晶体内部的结构
晶胞
晶胞——晶格中，能表现其结构一切特征 的最小部分
黑色球组成的为 该晶体的晶胞
晶格
按晶格结点在 空间的位置分 布, 晶格有各 种形状。
分为7个晶系 14种晶格类型
简单正交 底心正交 体心正交 面心正交 简单立方 体心立方 面心立方
简单四方 体心四方 简单六方 简单菱形
合”成金属晶体的结合力
特征: 无饱和性和方向性 使金属具有良好的导电性、导热性和 延展性
7-4-3 金属的能带理论
应用分子轨道理论研究金属晶体中原子间的 结合力，逐渐发展成金属键的能带理论。 金属晶体块的大分子概念
把一块金属看作一个大分子，用分子轨道理论来描述 金属晶体内电子的运动状态。 假定原子核位于金属晶 体的晶格结点上， 构成一个联合核势场，电子分布在 分子轨 道内，而价电子作为自由电子 ( 即离域电 子 )， 可在晶体内金属原子间运动，不属 于任何一个原子。
利用盖斯定律，也可以计算 键的键能。 H = E
NaCl ( g )
i
NaCl
+
的离子
Na ( g )
Cl ( g )
Na ( g ) H1 Na+ (
+
Cl ( g ) H2 Cl－( g)