第七章固体结构与性质(1)PPT课件

（二）金属键 金属晶体中金属原子间的结合力，称为金
属键。特征：无饱和性，方向性。
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金属晶体
（三）金属键的能带理论
应用分子轨道理论研究金属晶体中结合力逐 步开展成了金属键的能带理论。
1、金属晶体块的大分子概念 该理论把任何一块金属晶体都看作一个大分
子。然后应用M·O理论来描述金属晶体内电子 的运动状态。
4、能带的重叠
当金属原子相邻亚层原子轨道间能级相近时形成的能 带会出现重叠现象。
能带理论可以用来证明金属的一些物理性质： 如金属光泽；导热性；延展性；绝缘体的绝缘性；半导
体和导电性等。
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混合型晶体和晶体缺陷
五、混合型晶体和晶体缺陷
（一）混合型晶体
有一些晶体，晶体内同时存在若干种不同的作 用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体 称为混合型晶体 。
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混合型晶体和晶体缺陷
（三）实际晶体的键型变异
多数实际晶体实际是混合键型或过渡键型 （又称杂化键型），键型过渡现象又称为键型 变异。
实际晶体中不仅存在着离子键与共价键间 的过渡键型，而且存在着各种结合力间的过渡 键型，有的甚至很难确定是什么键型，这就是 物质结构的复杂性。
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离子极化
六、离子极化对物质性质的影响 （一）离子的电子构型
把晶体中规则排列的微粒抽象成几何学中的点，并称 为结点。这些点的结合称为点阵，沿着一定的方向
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晶体和非晶体
按某种规则把结点连结起来，则得到描述各种晶体内 部结构的几何图像——晶体的空间格子，称为晶格。 2、晶胞
在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部 分称为晶胞。 （三）单晶体和多晶体
单晶体——由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生 成而成，其内部的粒子基本上按某种规律整齐排列。 如冰糖、单晶硅等。
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原子晶体和分子晶体
三、原子晶体和分子晶体
（一）原子晶体
晶格结点上是原子，原子间共价键相结合，为原 子晶体。如金刚石，由于共价键结合力强，所以原子 的晶体熔点高，硬度大，如金刚石、金刚砂，熔融不 导电。属原子晶体的物质为数不多，单质Si、B、 SiC、 SiO2、 B4C、 BN 、AlN等。
（二）分子晶体
2、能带的概念
由n条能级相近的原子轨道组成能量几乎连续 的n条分子轨道，总称为能带。如由2s原子轨 道组成的能带，叫2s能带。
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金属晶体
3、能带的种类
满带——充满电子的低能量能带，如金属锂的1s能 带就是满带。
导带——充满电子的高能量能带，如金属锂的2s能 带就是导带。
禁带——带隙是电子的禁区。
这种介于液态和晶态间的各向异性的凝聚 流体，称为液晶。
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离子晶体
二、离子晶体及其性质
（一）离子晶体的特征和性质
由离子间静电引力结合成的晶体——离子晶体。
晶体内（或分子内）某一粒子周围最接近的粒子数 称为该粒子的配位数。如NaCl晶体中Na+、Cl-配位数 均为6。
性质：静电作用力较大，故一般熔点较高，硬度 较大、难挥发，但质脆，一般易溶于水，其水溶液或 熔融态能导电。
石墨为典型例子，石墨中，C原子取SP2杂化， 呈层状结构，剩余的电子形成大π键——由多个 原子共同形成的大π键。其中的电子沿层面活动 力强，与金属中自由电子类似，故石墨沿层面电 导率大。
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混合型晶体和晶体缺陷
（二）实际晶体的缺陷及其影响 1、空穴缺陷 晶体内某些晶格结点上缺少粒子，从而出 现空穴。 2、置换缺陷 晶体内组成晶体的某些粒子被少量别的粒子 取代造成晶体的缺陷。 3、间充（或填隙）缺陷 晶体内组成晶体粒子堆积的空隙位置被外来粒 子所填充。
（三）离子晶体的稳定性 1、离子晶体的晶格能
晶格能——标准态下，使单位物质的量的离子晶体使其变为 气态组合离子所吸收的能量，称为离子晶体的晶格能
2、离子晶体的稳定性 对晶体构型相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越
强，晶格能越大，熔点越高，硬度较大。晶格能大小可以衡量某 种离子晶体稳定性的标志。U越大，离子晶体越稳定。
（二）离子晶体中最简单的结构类型
离子晶体中三种典型的结构类型：NaCl型、CsCl 型和立方ZnS型。
1、NaCl型
晶胞形状是立方体，配位数均为6，如
KI、LiF、NaBr、MgO、CaS等均属此类。
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0-=
2、CsCl型 晶胞也是立方体，配位数均为8，如TlCl、CsBr、 CsI等属此列。
3、立方ZnS型 晶胞也是正立方体，配位数均为4，如BeO、ZnSe 等。 化学组成相同而晶体构型不同称同质多晶现象。
第七章 固体的结构与性质
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固体的结构与性质
晶 离 原 金混离基
体 子 子 属合子本
和 晶 晶 晶型极要
非 体 体 体晶化求
晶
和
体
体
分
和
子
晶
晶
体
体
缺
陷
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晶体和非晶体
一、晶体和非晶体 （一）晶体的特征： 1、有一定的几何外形，非晶体如玻璃等又称无定形体； 2、有固定的熔点； 3、各向异性：
一块晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导电 导热性质、机械强度等，从晶体的不同方向去测定，常 不同。 （二）晶体的内部结构 1、晶格
多晶体——由很多单晶体杂乱聚结而成，失去了 各向异性特征。
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晶体和非晶体
（四）非晶体物质
非晶体物质指结构无序（有的可能近程有 序）的固体物质。
晶体和非晶体间并不存在鸿沟，在一定条 件下，可相互转化。 （五）液晶
有些有机物质的晶体熔化后，在一定温度范 围内微粒分布部分地保留着远程有序性，因而 部分地仍具有各向异性。
由分子间力（有的可能有氢键）结合，结点是中 性分子，这类晶体叫分子晶体，如干冰等。分子晶体 物质一般熔点低、硬度小、易挥发，熔融不导电。
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金属晶体
四、金属晶体 （一）金属晶体的内部结构
金属晶体中，结点上排列的是金属原子，金属阳 离子，对金属单质，晶体中原子在空间的排布，可近 似看成是等径圆球的堆积。为形成稳定结构采取尽可 能紧密的堆积方式，所以金属一般密度较大，配位数 较大。
1、阴离子（F-、Cl-、S2-等）均为8-电子构型。 2、阳离子构型有多种：
离子的电子构型对离子晶体性质的影响， 需要从离子极化的角度来讨论。 （二）离子极化的概念 1、离子极化
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离子极化
孤立简单离子，离子的电荷分布是球形对 称的，不存在偶极，但当把离子置于电场中， 离子的核和电子云就发生相对位移，离子变形 而出现诱导偶极，这个过程称为离子的极化。