晶体及晶体分类
晶体结构的类型分类
晶体结构的类型分类晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体物质。
晶体结构的类型分类是对晶体结构进行系统性的整理和归纳,以便更好地理解和研究晶体的性质和行为。
本文将介绍晶体结构的主要类型分类,并对每种类型进行详细的描述和分析。
简单晶格简单晶格是最基本、最简单的晶体结构类型。
它由相同大小、相同形状的原子或离子按照规则排列而成。
简单晶格可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系和三斜晶系等六种类型。
立方晶系立方晶系是最简单的晶体结构类型,具有最高的对称性。
在立方晶系中,原子或离子按照等间距排列在立方体的顶点上。
立方晶系又可分为面心立方和体心立方两种类型。
四方晶系四方晶系与立方晶系非常相似,但其晶胞形状为长方体,其中一个边长与其他两个边长相等。
四方晶系只有一种类型,即体心四方晶系。
正交晶系正交晶系的晶胞形状为长方体,其中三个边长相互垂直且长度不等。
正交晶系包括体心正交晶系和面心正交晶系两种类型。
单斜晶系单斜晶系的晶胞形状为斜方体,其中一个边长与其他两个边长相等,且与第四个边垂直。
单斜晶系包括底心单斜晶系和侧心单斜晶系两种类型。
菱面晶系菱面晶系的晶胞形状为菱形,其中两个边长相等,另外两个边长也相等但不等于前两个边长。
菱面晶系只有一种类型,即底心菱面晶系。
三斜晶系三斜晶系的晶胞形状为斜方体,其中三个边长不相等且不垂直。
三斜晶系只有一种类型,即底心三斜晶系。
复式晶格复式晶格是由多种不同的原子或离子按照规则排列而成的复杂结构。
复式晶格可以分为两种类型:层状复式晶格和链状复式晶格。
层状复式晶格层状复式晶格是由多层原子或离子按照规则排列而成的结构。
每一层内的原子或离子之间的距离较小,而不同层之间的距离较大。
层状复式晶格包括六方密堆积、立方密堆积和六方密堆积等类型。
链状复式晶格链状复式晶格是由多个链状结构按照规则排列而成的结构。
链状复式晶格包括一维链状结构、二维链状结构和三维链状结构等类型。
晶体结构特征、理论及类型
晶胞中离子的个数: Cl- :811个 8 晶体结构特征、理论及类型
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- :61814个
2 晶体结构特征、理论及类型
8
半径比(r+/r-)规则: 其中一层横截面:
晶体结构特征、理论及类型
2.球的密堆积
(1)六方密堆积:(hexagonal closest packing, hcp)
同层每个 球周围有六个 球,第三层与 第一层对齐, 形成ABAB… 排列方式。
配位数:12
晶体结构特征、理论及类型
(2)面心立方密堆积:(cubic closest packing,ccp)
(2) 晶胞的内容:粒子的种类,数目及它在晶 胞中的相对位置。
按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
晶系
边长
夹角
晶体实例
立方晶系
三方晶系 四方晶系 六方晶系 正交晶系
单斜晶系 三斜晶系
a=b=c
a=b=c a = b≠c a = b≠c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
α=β=γ= 900
α=β=γ≠900 α=β=γ= 900 α=β= 900, γ= 1200 α=β=γ= 900
△ rHm78k6Jmo-1l U 78k6Jmo-1l
晶体结构特征、理论及类型
影响晶格能的因素: ① 离子的电荷(晶体类型相同时)
Z↑,U↑ 例:U(NaCl)<U(MgO) ② 离子的半径(晶体类型相同时)
R↑,U↓ 例:U(MgO)>U(CaO)
晶体结构的类型分类
晶体结构的类型分类晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体物质。
晶体结构的类型分类是根据晶体中原子、离子或分子的排列方式和空间群的不同来进行的。
不同的晶体结构类型具有不同的物理和化学性质,对于研究晶体的性质和应用具有重要的意义。
本文将介绍几种常见的晶体结构类型分类。
1. 离子晶体结构离子晶体结构是由正负离子按照一定的比例和排列方式组成的晶体。
离子晶体结构可以分为两种类型:离子-离子晶体和离子-极化离子晶体。
离子-离子晶体是由正负离子按照一定的比例排列而成的,如氯化钠晶体。
离子-极化离子晶体是由正负离子和极化离子按照一定的比例和排列方式组成的,如氯化钾晶体。
2. 原子晶体结构原子晶体结构是由原子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
原子晶体结构可以分为两种类型:金属晶体和共价晶体。
金属晶体是由金属原子按照一定的规则和排列方式组成的,如铁晶体。
共价晶体是由非金属原子按照一定的规则和排列方式组成的,如二氧化硅晶体。
3. 分子晶体结构分子晶体结构是由分子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
分子晶体结构可以分为两种类型:分子-分子晶体和分子-离子晶体。
分子-分子晶体是由分子按照一定的规则和排列方式组成的,如冰晶体。
分子-离子晶体是由分子和离子按照一定的比例和排列方式组成的,如氯化铵晶体。
4. 复合晶体结构复合晶体结构是由不同类型的原子、离子或分子按照一定的规则和排列方式组成的晶体。
复合晶体结构可以分为两种类型:复合离子晶体和复合分子晶体。
复合离子晶体是由不同类型的离子按照一定的比例和排列方式组成的,如硫酸铜铵晶体。
复合分子晶体是由不同类型的分子按照一定的规则和排列方式组成的,如葡萄糖晶体。
总结:晶体结构的类型分类包括离子晶体结构、原子晶体结构、分子晶体结构和复合晶体结构。
不同类型的晶体结构具有不同的物理和化学性质,对于研究晶体的性质和应用具有重要的意义。
通过对晶体结构的分类和研究,可以深入了解晶体的组成和性质,为晶体材料的设计和应用提供理论基础。
晶体的对称性及晶体的分类
相应的对称操作是旋转加反演。如果一个晶体绕某一轴线旋转一个晶体点阵所许可的角 度后,紧接着依此轴线上的一特殊点加以反演,晶体能与操作前重合的话,则此晶体具有旋
转反演对称性。该轴称为旋转反演轴,习惯符号用 Lni 表示之。n 表示旋转轴次,i 表示反演。
3次
倒
反
轴
4次
6次
习惯符号 L1 L2 L3 L4 L6
表 2-1 宏观对称要素及其符号
国际符号
图示符号
相当的对称要素及其组合
1
2
3
4
6
L3*L2
c L1i
1
L1i
L2s
p L2i
m( 2 )
L2i
L1s
L3i
3
L3*c
L6s
L 4i
4
包含L2
L 4s
L6i
6
L3*p
L3s
30
2-1-2 晶体的微观对称性
2-1-1 晶体的宏观对称性
凡是能呈现在晶体外形或物化性质上的对称性称为宏观对称性。晶体的宏观对称性与刚 体的对称性类同,因此先介绍刚体的对称性所需遵守的条件。
一、刚体的对称变换 所谓刚体,是指任何两点间的距离在对称操作前后保持不变的物体。用数学方法表示, 对称操作就是线性变换。晶体的对称操作在这一点上是与刚体类同的。因此我们先讨论刚体 对称操作所要遵守的规律。对于一般晶体应采用斜坐标系,但为方便起见,这里采用直角坐 标系,但并不影响结论的正确性。 设经过某对称操作,把物体中的任一点 M(xyz),变成 M’(x’y’z’),即它两的位矢为:
⎜⎛ − 1 A= ⎜ 0
⎜⎝ 0
0 cos θ sin θ
晶体解理的分类
晶体解理的分类晶体是由具有规则排列的原子、离子或分子所构成的固体。
根据晶体结构的不同,晶体可以分为单晶体和多晶体两大类。
一、单晶体单晶体是指晶体中的原子、离子或分子按照一定的规则排列,构成一个具有完整晶体结构的晶体体积。
单晶体具有以下特点:1. 完美的晶体结构:单晶体的原子、离子或分子排列规律,呈现出完美的晶体结构,具有高度的有序性和规则性。
2. 清晰的晶体面:单晶体表面呈现出清晰的晶体面,可以通过X射线衍射等方法确定晶体的晶胞参数和晶体结构。
3. 独特的物理性质:由于单晶体具有完美的晶体结构,因此在电学、光学、磁学等方面表现出与多晶体不同的独特物理性质。
4. 高度的单向性:单晶体具有高度的单向性,即在某个方向上具有特定的物理性质,可以用于制备光学器件、半导体器件等。
二、多晶体多晶体是指晶体中的原子、离子或分子按照不同的规则排列,形成多个晶体颗粒。
多晶体具有以下特点:1. 不规则的晶体结构:多晶体的晶体结构不规则,晶界处存在晶格缺陷和位错,导致晶体结构的不完整性。
2. 不规则的晶体面:多晶体表面呈现出不规则的晶体面,无法通过X射线衍射等方法确定晶体的晶胞参数和晶体结构。
3. 多样的物理性质:由于多晶体的晶体结构不规则,因此在电学、光学、磁学等方面表现出与单晶体不同的多样物理性质。
4. 无单向性:多晶体不具有单向性,物理性质在各个方向上基本一致,不适用于制备光学器件、半导体器件等需要特定方向性的应用。
三、单晶体与多晶体的应用单晶体和多晶体在实际应用中有着不同的应用领域和用途。
1. 单晶体的应用:单晶体由于其完美的晶体结构和独特的物理性质,在光学器件、半导体器件、激光器、光纤通信等领域有广泛的应用。
例如,单晶体硅片在集成电路制造中被广泛使用。
2. 多晶体的应用:多晶体由于其晶体结构不规则,适用于制备粉末冶金材料、陶瓷材料、金属材料等。
多晶体材料在建筑、航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
例如,多晶硅用于制备太阳能电池。
晶体的名词解释
晶体的名词解释晶体,或称为晶体物质,是指具有明确的几何形态和结晶性质的物质。
它是由原子、离子或分子以一定的方式有序排列而形成的固态物质。
晶体学是研究晶体结构和性质的学科领域,对于了解物质的结构与行为有着重要的意义。
一、晶体结构的特点晶体的最明显特点就是具有固定而规则的几何形状和面孔。
这是由于晶体内部的原子、离子或分子以一定的规律排列组成,形成了高度有序的结构。
晶体的结构以周期性重复的基本单元为基础,这个单元称为晶胞。
每一个晶体的结构都是由无限数量的晶胞重复排列而成。
二、晶体的分类晶体根据其组成和结构可以分为无机晶体和有机晶体两大类。
无机晶体主要由无机化合物组成,例如金属、非金属元素及其化合物等。
这些晶体常见于自然界中的矿物、岩石和矿石中。
无机晶体具有较高的硬度和稳定性,其结构复杂多样,包括离子晶体、共价晶体、金属晶体等。
有机晶体则是由有机化合物构成,其化学成分含有碳的化合物。
有机晶体的形成主要依靠分子间的弱相互作用力,如氢键、范德华力等。
有机晶体通常是柔软的,较易溶解,且结构比较简单。
三、晶体的性质1.光学性质:晶体的光学性质是晶体学研究的重要方面。
晶体对光的传播和散射方式与其结构密切相关,不同的晶体具有不同的折射率、吸收能力和散射特性。
2.电学性质:晶体的电学性质与晶体中的电荷分布和电场强度有关。
晶体可以是电解质、绝缘体或导体,甚至是半导体。
这些性质在电子技术和半导体器件制造方面具有广泛应用。
3.热学性质:晶体的热学性质包括热传导性、热膨胀系数等。
晶体在受热后会发生形态和结构的变化,这对一些热技术和材料科学非常重要。
四、晶体在生活中的应用晶体作为一种特殊的物质,其在生活中有着广泛的应用。
1.宝石与饰品:例如钻石、红宝石、蓝宝石等,这些宝石都是由晶体组成,因其独特的光学性质而被人们用于制作珠宝和饰品。
2.电子器件:晶体的电学性质使得它在电子器件中有着广泛的应用。
例如晶体管、集成电路、激光器等,它们的发明和应用对现代电子技术的发展起到了重要的推动作用。
晶体的结构及性质
1 晶系
6.单斜晶系(m):有1个二重对称轴或对称 面(α=γ=90º )
7.三斜晶系(a):没有特征对称元素
1 晶系
c αβ a bγ
立方 Cubic a=b=cห้องสมุดไป่ตู้ ===90°
c
ba
四方 Tetragonal a=bc, ===90°
c ba
正交 Rhombic abc, ===90°
面体单位称为晶胞。矢量a,b,c的长度a,b, c及其相互间的夹角α ,β ,γ 称为点阵参数或
晶胞参数。
晶胞结构图
晶胞
晶 胞 与 晶 格
对称性
晶胞的划分
晶系
正当晶胞
正当晶胞
素晶胞:含1个结构基元
复晶胞:含2个以上结构基元
晶胞的二个要素
晶胞的二个基本要素: 一是晶胞大小和形状; 二是晶胞中各原子坐标位置。
三、晶体的点阵结构
概念:在晶体内部原子或分子周期性地排列 的每个重复单位的相同位置上定一个点,这 些点按一定周期性规律排列在空间,这些点 构成一个点阵。点阵是一组无限的点,连结 其中任意两点可得一矢量,将各个点阵按此 矢量平移能使它复原。点阵中每个点都具有 完全相同的周围环境。
晶体结构 = 点阵 + 结构基元
晶体的结构和性质
第一节 晶体的结构
1、晶体的分类 按来源分为: 天然晶体(宝石、冰、 砂子等) 人工晶体(各种人工晶体材料等)
一、晶体的分类
按成键特点分为: 原子晶体:金刚石 离子晶体:NaCl 分子晶体:冰 金属晶体: Cu
晶体的定义
“晶体是由原子或分子在空间按一定规律周 期性地重复排列构成的固体物质。” 注意: (1)一种物质是否是晶体是由其内部结 构决定的,而非由外观判断; (2)周期性是晶体结构最基本的特征。
晶体简介
晶体一、晶体的概念及分类晶体:具有自范性的物质,即能自发地呈现多面体外形的性质,称之为晶体。
非晶体没有自范性,或自范性很差。
分类:按照构成晶体的微粒将晶体分为分子晶体,原子晶体,离子晶体和金属晶体。
1.分子晶体:只含分子的晶体称为分子晶体(并不是有分子式的晶体就是分子晶体,比如C,Si,SiO2,SiC都属于原子晶体)。
分子晶体中存在分子间作用力。
2.原子晶体:只由原子构成的晶体叫原子晶体。
原子晶体内所有的原子都以共价键相连接,构成一个“巨分子”。
原子晶体中没有分子间作用力。
3.金属晶体:由金属原子构成的晶体。
金属之间由金属键相结合。
金属键的本质是金属原子核外能量高的电子从金属上剥离下来后在金属之间的间隙自由移动形成的“电子气”。
这种定义金属键的理论称为“电子气理论”。
可以认为,金属晶体中只含有阳离子和电子。
4.离子晶体:由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体。
〃区别四种晶体的方式:实际判断中,容易出现误判的主要是分子晶体和原子晶体、金属晶体和离子晶体。
区分分子和原子晶体的主要方法有:①根据常识判断该物质由分子构成还是由原子构成;②记住特例:B,C,Si,Ge,Sn,SiO2,SiC,BN虽然有分子式(C表示金刚石,Si表示单晶硅),但是属于原子晶体;③非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物,几乎所有的酸以及大多数有机物的晶体,都属于分子晶体。
区分金属和离子晶体的主要方法:①金属单质(除Ge,Sn)都属于金属晶体,离子化合物都属于离子晶体;②晶体中只含有阳离子的晶体一定是金属晶体,晶体中阴阳离子并存的晶体一定是离子晶体。
二、晶体的部分性质1.晶体有自范性,能够自发地呈现多面体外形。
2.晶体的构成“长程有序”,即晶胞的排布能够在某一层面上长久地、有序地排列。
3.晶体有均匀性、对称性。
4.晶体有各向异性,即以晶体内某一点为参考,向各个角度方向延伸,所展现出来的某些物理性质(如强度、导热性、光学性质)都不相同。
晶体的结构和性质
1 晶系
c
αβ b γ
c a b a
c b a
立方 Cubic a=b=c, α=β=γ=90° β γ °
四方 Tetragonal a=b≠c, α=β=γ=90° ≠ β γ °
正交 Rhombic a≠b≠c, α=β=γ=90° ≠ ≠ β γ °
c b a b
三方 Rhombohedral a=b=c, α=β=γ≠ ° γ≠90° β γ≠ a=b≠c, α=β=90° ≠ β ° γ=120° °
A1、A3型堆积小结
同一层中球间有三角形空隙,平均每个球摊列 个空隙 个空隙。 同一层中球间有三角形空隙,平均每个球摊列2个空隙。 第二层一个密堆积层中的突出部分正好处于第一层的空 隙即凹陷处,第二层的密堆积方式也只有一种, 隙即凹陷处,第二层的密堆积方式也只有一种,但这两 层形成的空隙分成两种 正四面体空隙(被四个球包围) 正四面体空隙(被四个球包围) 正八面体空隙(被六个球包围) 正八面体空隙(被六个球包围) 第三层 堆积 方式有两种 突出部分落在正四面体空隙 突出部分落在正八面体空隙 AB堆积 A3(六方) 堆积 (六方) ABC堆积 (面心立方) 堆积A1(面心立方) 堆积
A1、A3型堆积的比较
以上两种最密堆积方式,每个球的配位数为 。 以上两种最密堆积方式,每个球的配位数为12。 有相同的堆积密度和空间利用率(或堆积系数 , 有相同的堆积密度和空间利用率 或堆积系数), 或堆积系数 即球体积与整个堆积体积之比。均为 即球体积与整个堆积体积之比。均为74.05%。 。 空隙数目和大小也相同, 个球 半径R); 个球( );2N 空隙数目和大小也相同,N个球(半径 ); 个四面体空隙,可容纳半径为 的小球; 个四面体空隙,可容纳半径为0.225R的小球;N 的小球 个八面体空隙,可容纳半径为 的小球。 个八面体空隙,可容纳半径为0.414R的小球。 的小球
晶体及晶体分类1
四面体
4个全等的等边三角形
五角三四面体
四面体的每个三角形 晶面分成3个五边形
三角三四面体
四面体的每个三角形 晶面分成3个三角形
四角三四面体
四面体的每个三角形 晶面分成3个四边形
六四面体
四面体的每个三角形 晶面分成6个三角形
3.常见单形及特征 (3)等轴晶系的单形
八面体类:
八面体
8个全等的等边三角形
3.利用模型工具,可让学生亲自动手,培养学生细致的观察 能力及寻找事物与事物之间变化规律的能力。
4.思考和练习可使知识得到消化和吸收。 5.知识应用模块的设计,可以让学生了解学习目的;培养学 生运用知识解决实际问题的能力;还可为后面的知识作铺垫。
6.总结概括了本次课所学内容及前后知识的关联。
有一个L3 有一个L4
只有一 个2次 以上的 高次轴
L66L25PC
有一个L6
L66P
3L44L36L29PC 有4个L3 3L24L33PC
有 多个高 次轴
由此可见不同 类型晶形其对 称特点不一样, 因此可根据晶 体的对称特点 对晶体进行合 理分类。
一、晶体分类
晶体按其对称型中有无高次轴及高次轴的多少分为三个晶族,
总结性评价
1.本课件是基于网上资源和模型工具的一种教学模式。体 现了对前次知识分析整理、导入新课、观察思考、利用网上资 源和模型工具自主学习探讨和交流、学习效果检查、学习方法 点评、重点和难点分析、思考练习、知识应用、小结等教学环 节。
2.利用网络资源自主学习探讨,以激发学生的学习兴趣和培 养学生的学习能力。
度 斜方晶系 斜方柱 斜方四面体 斜方单锥 斜方双锥
(黄玉 金绿宝石 橄榄石)
化学选修二晶体种类及相关知识(思维导图)
晶体物态固态晶态 以晶体形式存在 非晶态以非晶体形式存在液态特例:离子液体熔点不高的仅由离子组成的液体物质液体物质不一定由分子组成液晶态熔点至澄清点温度范围内物质聚集状态 各向异性(晶体),流动性(液体)塑晶态一定温度条件下保持固态晶体典型特征但有一定塑性气态特例:等离子体由电子,阳离子和电中性粒子组成的整体上呈 电中性的气态物质气体物质不一定由分子组成晶体特点本质特征原子在三维空间里呈周期性有序排列 自范性本质原因原子在三维空间里呈周期性有序排列晶体能自发呈现多面体外形的性质 条件晶体生长的速率适当各向异性物理性质如强度,导热性,光学性质等制备途径熔融态物质凝固生长速率适当 溶质从溶液中析出 KH2PO4单晶气态物质凝华 化学气相沉积制备钻石 判别X射线衍射实验最为可靠的科学方法熔点固定,熔化过程中温度不变 各向异性测试晶体某些性质具有各向异性折光率测试描述晶胞:描述晶体结构的基本单元无隙 相邻晶胞间没有间隙 并置晶胞平行排列,取向相同晶胞的原子计数:均摊法方法沸点 比较一般:共价晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体沸点区间广先分类,每一类下具体讨论晶体类型结构图法 结构图与已知的某种晶体类似,则晶体类型相同 物质种类见”各种晶体常见物质类别“计算 方法晶体密度计算顺序:晶胞原子计数--物质的量--晶胞质量-- 晶胞体积--晶体密度由关系式得出各参量关系,从中解得待求量共价晶体微观空间里没有分子微粒间作用力:共价键键长越短,键能越大,键越强 物理性质熔点高,硬度大熔化时克服共价键任何情况不导电 难溶于任何溶剂举例 晶体B,金刚石分子晶体定义:只含分子的晶体特性熔点低,硬度小范德华力越大,熔点越高,含氢键的高 范德华力:分子量,极性烷烃类碳原子数越多,支链越少,熔点越高原因:靠分子间作用力相互吸引作用力 范德华力/氢键种类所有的非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物; 几乎所有的酸;绝大多数有机物(AlCl3)金属晶体构成微粒:原子 微观空间没有分子作用力:金属键概念 金属阳离子和自由电子间 存在的强的相互作用特点无饱和性,方向性强弱金属原子半径越小,价电子数越多,金属键越强 成键粒子金属阳离子与自由电子结构等径圆球密堆积面心六方最密堆积体心立方堆积描述电子气理论 延展性,导电性,导热性,光泽性性质特征性质 金属键越强,金属熔点越高,硬度越大合金改性离子晶体构成微粒:阴阳离子作用力:主要离子键强弱 离子半径越小,电荷数越高, 离子键越强性质 无方向性,饱和性,为静电作用特点离子晶体中可能存在共价键,氢键物理性质熔点高,硬度大,脆 离子键越强,熔沸点越高不导电,溶于水/熔融导电导电是化学变化无延展性 错动使得同性离子相互排斥 溶解性易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂结构NaCl,CsCl,ZnS,CaF2四种主要类型过渡晶体特点四种晶体都有过渡类型离子/共价离子键百分数举例石墨层内共价键,层间范德华力sp2杂化形成平面六元并环结构硬度低,层间可相对滑动熔点高于金刚石。
晶体的类型与性质知识总结
晶体的类型与性质知识规律总结晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义离子间通过离子键相结合而成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体金属阳离子和自由电子之间的较强作用形成的单质晶体构成粒子阴、阳离子分子原子金属离子、自由电子粒子间作用力离子间肯定有离子键,可能有原子间的共价键分子间:分子间作用力。
可能有分子内共价键(稀有气体例外)共价键金属离子和自由电子之间较强的相互作用代表物NaCl,NaOH,MgSO4干冰,I2,P4,H2O 金刚石,SiC,晶体硅,SiO2镁、铁、金、钠熔、沸点熔点、沸点较高熔点、沸点低熔点、沸点高熔点、沸点差异较大(金属晶体熔沸点一般较高,少部分低)导热性不良不良不良良好导电性固态不导电,熔化或溶于水导电固态和液态不导电,溶于水可能导电不导电。
有的能导电,如晶体硅,但金刚石不导电。
晶体、熔化时都导电硬度硬度较大硬度很小硬度很大硬度差异较大溶解性多数易溶于水等极性溶剂相似相溶难溶解难溶于水(钠、钙等与水反应)决定熔点、沸点高主要因素离子键强弱分子间作用力大小共价键强弱金属键强弱二、几种典型的晶体结构①、NaCl晶体1)在NaCl晶体的每个晶胞中,Na+占据的位置有 2 种。
顶点8个,面心6个2)Cl-占据的位置有 2 种。
棱上12个,体心1个3)在NaCl晶体中,每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有 12个;每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有 12 个。
4)在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着6个Cl-,每个Cl-同时也吸引着 6个Na+,向空间延伸,形成NaCl晶体。
5)每个晶胞平均占有 4 个Na+和 4 个Cl-。
1molNaCl能构成这样的晶胞个。
6) Na+与其等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为_____正八面体_________②、CsCl晶体1)每个Cs+同时吸引着8 个Cl-,每个Cl-同时吸引着8 个Cs+;2)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它等距离且最近的Cs+有6个,每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有 6 个;3)一个CsCl晶胞有 1 个Cs+和 1 个Cl-组成;4)在CsCl晶体中,Cs+与Cl-的个数比为1:1 。
按照结晶状态分类
按照结晶状态分类
结晶状态是物质的一种特殊状态,它是由物质的原子、分子或离子组成的固体,具有一定的形状和结构。
结晶状态可以分为晶体、晶状体和非晶状体三种。
晶体是由晶胞组成的,晶胞是由原子、分子或离子排列成的立方体,晶胞之间
有一定的规则性排列,晶体的形状和结构是固定的,晶体的特性是稳定的,它们的物理性质和化学性质也是稳定的。
晶状体是由晶胞组成的,但晶胞之间没有一定的规则性排列,晶状体的形状和
结构是不固定的,晶状体的特性是不稳定的,它们的物理性质和化学性质也是不稳定的。
非晶状体是由原子、分子或离子组成的,但它们没有一定的形状和结构,它们
的特性是不稳定的,它们的物理性质和化学性质也是不稳定的。
结晶状态是物质的一种重要状态,它们的特性和性质决定了物质的性质和用途。
晶体的特性是稳定的,它们的物理性质和化学性质也是稳定的,因此晶体是用于制造电子元件、光学元件、磁性元件等的重要材料。
晶状体的特性是不稳定的,它们的物理性质和化学性质也是不稳定的,因此晶状体是用于制造润滑剂、塑料、橡胶等的重要材料。
非晶状体的特性是不稳定的,它们的物理性质和化学性质也是不稳定的,因此非晶状体是用于制造粉末、液体、气体等的重要材料。
总之,结晶状态是物质的一种重要状态,它们的特性和性质决定了物质的性质
和用途,晶体、晶状体和非晶状体是三种不同的结晶状态,它们的特性和性质也不同,因此它们都有各自的用途。
沪科版高中化学《晶体》
【思考1】石墨为什么很软? – 石墨为层状结构,各层之间是范德华力结合 ,容易滑动,所以石墨很软。
【思考2】石墨的熔沸点为什么很高? – 石墨各层均为平面网状结构,碳原子之间存 在很强的共价键,故熔沸点很高。
碳元素形成的几种特殊的晶体:
熔点:3550 ℃ 熔点:280 ℃ 熔点:3652 ℃
1.不同的离子晶体,阴离子和阳离子之间的距离越小(约为阴阳离 子半径之和),熔、沸点越高。
特殊的分子晶体:单原子形成的分子晶体
特殊分子晶体: 稀有气体分子,无共价键,只有范德华力。熔沸点由范 德华力决定。
铝的化合物形成的特殊晶体:
(1)AlCl3是分子晶体: AlCl3是分子晶体,熔点190℃,沸点182.7℃,所以加热会发 生升华。
无水AlCl3在空气中强烈的“发烟”的原因: 水解产生HCl气体,HCl气体在空气中形成酸雾而“发烟”。 (2)Al2O3熔点是2045℃,是离子晶体。
思考题:
2、为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低 ?
在纯金属内,所有的原子大小相同,排列十分规整 。而合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整 齐,使得原子之间的相互作用力减小。所以,多数合 金的熔点一般比各成分金属的低。
物质类型 晶体类型
离子化合 物
共价化合 物
金属单质
非金属单 质
惰性元素
Al2O3 mp=2045℃ ;
原子晶体(原子间通过共价键结合而成的具有无限延展的空 间网状结构的晶体)
结构特征:(以区别于其他类型晶体的特征)
1.原子晶体中存在的基本粒子是原子,不存在分子
故像SiO2这样的式子只能称为化学式, 而不能表示分子式。
2.其化学式仅表示该物质中原子子的个数比,不表示其真实组成。 影响共价键强弱的因素:原子半径
固体物理知识点总结
一、考试重点晶体结构、晶体结合、晶格振动、能带论的基本概念与基本理论与知识二、复习内容第一章晶体结构基本概念1、晶体分类及其特点:单晶粒子在整个固体中周期性排列非晶粒子在几个原子范围排列有序(短程有序)多晶粒子在微米尺度内有序排列形成晶粒,晶粒随机堆积准晶体粒子有序排列介于晶体与非晶体之间2、晶体的共性:解理性沿某些晶面方位容易劈裂的性质各向异性晶体的性质与方向有关旋转对称性平移对称性3、晶体平移对称性描述:基元构成实际晶体的一个最小重复结构单元格点用几何点代表基元,该几何点称为格点晶格、平移矢量基矢确定后,一个点阵可以用一个矢量表示,称为晶格平移矢量基矢元胞以一个格点为顶点,以某一方向上相邻格点的距离为该方向的周期,以三个不同方向的周期为边长,构成的最小体积平行六面体。
原胞就是晶体结构的最小体积重复单元,可以平行、无交叠、无空隙地堆积构成整个晶体。
每个原胞含1个格点,原胞选择不就是唯一的晶胞以一格点为原点,以晶体三个不共面对称轴(晶轴) 为坐标轴,坐标轴上原点到相邻格点距离为边长,构成的平行六面体称为晶胞。
晶格常数WS元胞以一格点为中心,作该点与最邻近格点连线的中垂面,中垂面围成的多面体称为WS原胞。
WS原胞含一个格点复式格子不同原子构成的若干相同结构的简单晶格相互套构形成的晶格简单格子点阵格点的集合称为点阵布拉菲格子全同原子构成的晶体结构称为布拉菲晶格子。
4、常见晶体结构:简单立方、体心立方、面心立方、金刚石闪锌矿铅锌矿氯化铯氯化钠钙钛矿结构5、密排面将原子瞧成同种等大刚球,在同一平面上,一个球最多与六个球相切,形成密排面密堆积密排面按最紧密方式叠起来形成的三维结构称为密堆积。
六脚密堆积密排面按AB\AB\AB…堆积立方密堆积密排面按ABC\ABC\ABC…排列5、晶体对称性及分类:对称性的定义晶体绕某轴旋转或对某点反演后能自身重合的性质对称面对称中心旋转反演轴8种基本点对称操作14种布拉菲晶胞32种宏观对称性7个晶系6、描述晶体性质的参数:配位数晶体中一个原子周围最邻近原子个数称为配位数。
晶体类型及判断
晶体类型及判断
晶体类型是一种按其物理性质以及原子形态结构而命名的大类物质,有不同种类,晶体类型是定义物质在结构上的主要依据。
晶体类
型可以用来判断物质的原子形态、物性和稳定性。
晶体可以根据原子形态的不同分为两类:固体晶体和液体晶体。
固体晶体由数量级大的原子排列成一般是正三角形或者六方体的
形状,将整个晶体抽象成一个块体,具有一定的透明度,如多面体、
纤维形和薄片形等,其中大部分是过渡元素组成的。
这类晶体可以用
光学法测试其密度、抗弯性等特性,常用于制作宝石、眼镜片、激光
器件等。
液体晶体由相对少量的原子排列,其结构相对来说比较柔软,或
者干旱状态下变成一种胶质,且会随外界的气温变化而变化,这类晶
体常用于制备液晶显示和制冷剂等。
晶体类型是由各种原子结构形成,大致可以分为三大类:晶体结构、金刚石结构和磁性结构。
晶体结构是由六方体等多面体组成,是
晶体最常见的结构形式,可以用来制作金属、半导体和陶瓷等材料;
金刚石结构由四面体组成,它可以用来制作磨具、工具、钻石刀等;
磁性结构是由八面体成分组成,它可以用来制作磁性材料,如磁性磁轭、磁性线圈等。
晶体类型的判断一般是通过相关的实验来实现的,可以采用X射
线衍射法、拉曼光谱、扫描电子显微镜等技术来测量晶体类型,从而
获取晶体结构的信息,并利用这些信息来识别不同类型的晶体。
另外,也可以采用结构类比和物理分析方法来判断晶体类型。
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d
平行六面体:空间格子在三维空间可以划
分出的最小重复单位。 单位晶胞(Unit cell) -----组成晶体的最小单位
c0 β α γ
α0
b0
晶胞参数 结晶轴:X、Y、Z 轴单位:a0 、b0、c0
Z
轴角:α、β、γ
α0
c0 β α γ
b0
X
Y
(二)、晶体的空间格子类型
人造晶体——无天然对应物的人工晶体
人造钛酸锶,铱铝榴石(YAG),钆镓 榴石(GGG)
YAG YAG
(二)非晶质体
内部质点不具有格子构造、也无一定外形的固体。 内部质点是呈无序状态分布的物质,如胶状体、 琥珀、玻璃等。
玻璃
二、晶体的描述
内部(质点)——空间格子
外部(轮廓)------ 晶体形态
斜方 单斜 三斜
根据对称类型的不同,晶体可分为三大晶
族,七大晶系: 高级晶族:等轴晶系
中级晶族:三方晶系、四方晶系、六方晶系 低级晶族:斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系
1、高级晶族 等轴晶系 a0=b0=c0
2、中级晶族 四方晶系、三方晶系、六方晶系 a0=b0≠c0
根据平行六面体中结点的分布不同,分为
四类型: 1、原始格子(P) 2、底心格子(C) 3、体心格子(I) 4、面心格子(F)
1、原始格子(P): 结点分布于平行六面体的顶角
2、底心格子(C) 结点分布于平行六面体的顶角及一对面的
中心
3、体心格子(I) 结点分布于平行六面体
(一)、晶体的空间格子(Lattice )
晶体的内部质点作周期性、规律的重复排
列——空间格子
有关要素:结点、行列、面网、平行六面体
结点(Lattice points ): 空间格子中的几何点,代表晶体结构中的 相对位置。 行列:结点在直线上的排列构成行列。
结点
行列
面网——结点在平面上的分布。
锆石(四方)
碧玺(三方)
绿柱石(六方)
3、低级晶族 斜方晶系、单斜晶 系、三斜晶系 a0≠b0≠c0
黄玉(斜方)
透辉石(单斜)
长石(三斜)
按晶系分类的常见宝石
高级晶族:等轴:金刚石、石榴石、尖晶石 中级晶族:六方:祖母绿、海蓝宝石 三方:红宝石、蓝宝石、碧玺、水晶 四方:锆石 低级晶族:斜方:黄玉、橄榄石、金绿宝石 单斜:软玉、硬玉、透辉石 三斜:拉长石、月光石
(六)、单形与聚形
1、单形 由对称要素联系起来的一组晶面的总和。 晶体中共有47种单形,其中: 低级晶族:7 中级晶族:25 高级晶族:15
高级晶族单形
2、聚形 为两个以上单形的聚合。存在两种以上不
同晶面。 如等轴晶系中: 八面体+立方体
单形(萤石)与聚形(水晶)
沉积岩
变质作用
变 质 岩 岩浆岩
玉石:为 岩石的一类 ( 翡翠、软玉、岫玉), 也属于多晶体
白玉
翡翠
小结
1、晶体与非晶体
天然晶体--矿物 人工晶体--合成晶体和人造晶体
2、晶体的空间格子及分类
晶胞参数 (结晶轴、轴单位、轴角) 空间格子类型
3、晶体对称分类(三大晶族七大晶系) 4、单形与聚形 5、单晶体与多晶体(宝石与玉石)
像对应关系
2、对称轴(Ln) 一假想的直线,晶体的部分通过该直线
旋转一定角度而达到完全重合
对称轴类型
名称
符号
L2 L3 L4 L6
基转角
180 ° 120 ° 90 ° 60 °
作图符号
二次轴 三次轴 四次轴 六次轴
轴次:晶体旋转一周能够重复的次数 轴次=360/基转角
结晶矿物基础
胡楚雁
关于授课内容
1、结晶矿物学基础 2、钻石基本知识 钻石基本宝石学特征 钻石资源 钻石分类 钻石鉴定(原石、成品、合成钻石、仿钻石) 钻石加工 贵金属知识 3、钻石4C分级 颜色、净度、切工、质量
第一章、结晶学基础 (Crystallography)
正长方体的5个对称面
a0=b0≠c0
长方体的三个对称面
a0≠b0≠c0
不同几何形态晶体的对称分类
几何形态 立方体 晶胞参数特征 a0=b0=c0 对称面组合 9个对称面 晶族 高级晶族 晶系 等轴 三方 四方 六方
正长方体
a0=b0≠c0
5个对称面
中级晶族
长方体
a0≠b0≠c0
3个对称面
低级晶族
对称轴的表示方法
3、对称中心(C) 一个假想的点,通过该点的反伸而达到重合。
A B
C
c
B A
(四)、晶体的对称分类
任何规则几何外形不外乎三种类型: 立方体:a0=b0=c0
正长方体:a0=b0≠c0
长方体:a0≠b0≠c0
立方体的九个对称面
a0=b0=c0
3 6
1、垂直晶面和通过晶棱中点,彼此相互垂直的三 个对称面 2、包含一对晶棱,垂直斜切晶面的六个对称面
长石
金刚石
矿物常具一定的外部晶体形态
黄铁矿
金刚石
电气石
水晶
但并非所有晶体都具有外部晶形 受生长环境所限制,可形成不规则他形
赤铁矿
芙蓉石
2)人工晶体(synthetic
crystal) ——人工合成或人造的晶体
合成蓝宝石和尖晶石
合成钻石
合成晶体——有天然对应物的人工晶体。
合成红宝石、合成蓝宝石、合成水晶
(七)、单晶体与多晶体
单晶体——由单个矿 物组成的晶体。 宝石为单晶体 如:金刚石、红宝石、 蓝宝石
多晶体——由一种或多种矿物组成的集合体。
岩石:指天然产出的、具有一定结构构造的矿物集 合体。属于多晶体。 岩石类型:沉积岩、岩浆岩、变质岩
沉积岩
岩浆岩(火山岩)
变质岩
板块俯冲 沉积作用 岩浆活动
一、晶体与非晶质体
世界上的固态物质包括两类: 晶体与非晶质体 (一)晶体 晶体——具有内部格子构造 的固体。 格子构造——内部质点 (原子、离子或分子)作 规律排列,并构成一定的 几何图形
红宝石
(一)、晶体分类
1)天然晶体(natural crystal) ——矿物 矿物:天然产出的,具有一定化学 组成和晶体结构的单质或化合物。
的顶角及中心
4、面心格子(F) 结点分布于平行六面体
的顶角及每个面中心
金刚石(钻石)晶体结构——面心格子
(三)、晶体的对称
对称——借助某一要素,可使相同部分完
全重复的性质
对称要素:对称面(P)、对称面(P) 一假想平面,晶体在平面的两侧部分呈镜