(完整版)常见晶胞模型
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种,但是万物都会有规律,晶体自然也是有的.它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z(U)(Z轴也可叫做“主轴”)来表示,而为了更好表示轴之间的度数,我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式:立方晶系(也称等轴晶系)、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系(也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族有六方、四方、三方三个晶系;低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系.一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的,即X=Y=Z,且互相垂直,即α=β=γ=90°,对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系.属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状,四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多,相对晶面和相邻晶面都相似,横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图:晶体实物图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称.所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
常见晶体模型与晶胞计算 Word版含解析
常见晶体模型与晶胞计算1.典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C 组成且六原子不在同一平面内(4)每个C 参与4条C —C 键的形成,C 原子数与C —C 键数之比为1∶2SiO 2(1)每个Si 与4个O 以共价键结合,形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si,4个“12O”,n (Si)∶n (O)=1∶2(3)最小环上有12个原子,即6个O,6个Si分子晶体干冰(1)8个CO 2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO 2分子(2)每个CO 2分子周围等距且紧邻的CO 2分子有12个离子晶体NaCl 型(1)每个Na +(Cl -)周围等距且紧邻的Cl -(Na +)有6个,每个Na +周围等距且紧邻的Na +有12个(2)每个晶胞中含4个Na +和4个Cl -CsCl 型(1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl -有8个,每个Cs +(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-金属晶体简单立方堆积典型代表Po ,配位数为6,空间利用率52%面心立方最密堆积又称为A 1型或铜型,典型代表Cu 、Ag 、Au ,配位数为12,空间利用率74%体心立方堆积又称为A 2型或钾型,典型代表Na 、K 、Fe ,配位数为8,空间利用率68%六方最密堆积又称为A3型或镁型,典型代表Mg 、Zn 、Ti ,配位数为12,空间利用率74%2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法【重难点指数】★★★【重难点考向一】常见晶胞类型和结构特点【典型例题1】(1)【2015·高考全国卷Ⅰ,37(5)】碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:石墨烯晶体金刚石晶体①在石墨烯晶体中,每个C原子连接________个六元环,每个六元环占有________个C原子。
高中化学 常见晶胞模型
离子晶体氯化钠晶体(1)NaCl 晶胞每个Na +等距离且最近的Cl -(即Na +配位数)为6个 NaCl 晶胞每个Cl -等距离且最近的Na +(即Cl -配位数)为6个 (2)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na +4_个;占有的Cl -4个。
(3)在该晶体中每个Na + 周围与之最接近且距离相等的Na +共有12个;与每个Na +等距离且最近的Cl -所围成的空间几何构型为 正八面体CsCl 晶体(注意:右侧小立方体为CsCl 晶胞;左侧为8个晶胞) (1) CsCl 晶胞中每个Cs +等距离且最近的Cl -(即Cs +配位数) 为8个CsCl 晶胞中每个Cl -等距离且最近的Cs +(即Cl -配位数) 为8个 ,这几个Cs +在空间构成的几何构型为正方体 。
(2)在每个Cs +周围与它最近的且距离相等的Cs +有6个 这几个Cs +在空间构成的几何构型为正八面体 。
(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs + 1个;占有的Cl - 1个。
CaF 2晶体(1)) Ca 2+立方最密堆积,F -填充在全部 四面体空隙中。
(2)CaF 2晶胞中每个Ca 2+等距离且最近的F -(即Ca 2+配位数)为8个CaF 2晶胞中每个F -等距离且最近的Ca 2+(即F -配位数)为4个 (3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca 2+4个;占有的F -8个。
ZnS 晶体:(1)1个ZnS 晶胞中,有4个S 2-,有4个Zn 2+。
(2)Zn 2+的配位数为4个,S 2-的配位数为 4个。
原子晶体金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞(1)金刚石晶体a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp 3杂化,每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合,形成正四面体。
键角109°28’b 、每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用c 、12g 金刚石中有2mol 共价键,碳原子与共价键之比为 1:2Si O(2)Si 晶体由于Si 与碳同主族,晶体Si 的结构同金刚石的结构。
高三化学课件常见的晶胞模型
(4)设金属原子的摩尔质量为M g/mol,
则晶胞密度ρ为
体心六方晶胞
g/cm3
/
n
m
ρ=
=
−7 3 =
−
(×10 )
(×10 7)3
Hale Waihona Puke 2×10213=
g/cm
3
二、金属晶体
3、面心立方最密堆积(A 1 型或铜型)
典型代表 Ca Al Cu Ag Au Pd Pt
(4)金属镁形成的晶体中,每个镁原子周围与其距离最近的原子有6个。(×)
三、分子晶体
1、干冰(CO 2 )
2、冰(H 2 O)
3、碘晶体
(1)每个水分子最多与相邻的4个水分子,以氢键相连接
(2)含1 mol H2O的冰中,最多可形成2 mol“氢键”
碘晶体晶胞(长方体)
(3)1 mol液态水中氢键数小于2NA
四、离子晶体
1、氯化钠(型)
(1)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-
(2)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个
每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个
ClNa+
在氯化钠晶胞中,
与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为 正八面体
四、离子晶体
2、氯化铯(型)
则a=2r
简单六方晶胞
V球=
4
3
πr3 V晶胞=a3
空间利用率=V球/V晶胞×100%=52%
二、金属晶体
2、体心六方堆积(A 2 型或钾型)
典型代表 Li Na K Ba W Fe
(1)晶胞内含原子个数为 2
(2)配位数为 8
常见晶体模型及晶胞计算
常见晶体模型及晶胞计算晶体是由晶体胞重复堆积而成的,晶体胞是晶体的最小构造单元。
晶体的结构可以用晶胞参数表示,晶胞参数包括晶格常数、晶胞的角度、晶胞的体积等。
根据晶体的晶胞参数,可以推导出晶胞的几何形状和晶体的晶体类别。
根据晶体的晶胞形状,晶体可以分为立方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系。
每个晶系又可以进一步分为各种晶体类别,如立方晶系下又有体心立方晶体和面心立方晶体等。
晶体模型描述了晶体的结构和排列方式。
常见的晶体模型有球模型、格点模型和球与棍模型。
1.球模型:球模型是一种简化的晶体表示方法,将晶体中的原子用球体表示,球的大小和颜色常用来表示原子的种类和其它信息。
2.格点模型:格点模型是用晶体胞中的原子位置来表示晶体结构的一种方法,晶体胞中的每个原子位置称为格点。
在格点模型中,晶体中的每个原子都用一个点来表示,这样形成了一个点阵,点阵反映了原子的排列方式。
常见的格点模型有立方格点模型、面心立方格点模型和体心立方格点模型。
3.球与棍模型:球与棍模型是一种结合了球模型和格点模型的晶体表示方法。
在球与棍模型中,每个原子用一个球来表示,不同原子之间用直线连接表示键的形成。
在进行晶胞计算时,需要确定晶体的晶胞参数。
晶胞参数可以通过实验测量得到,也可以通过计算方法获得。
晶胞计算主要包括以下几个步骤:1.实验测量:通过实验手段,如X射线衍射、电子衍射等,测量晶体的晶胞参数。
2.计算方法:根据晶体的晶胞参数和晶体的晶格类型,可以使用计算方法来预测和计算晶体的晶胞参数。
常见的计算方法有密度泛函理论(DFT)和分子力场(MM)等。
3.晶胞优化:通过晶胞优化算法,寻找晶体的最稳定结构。
晶胞优化算法可以通过改变晶胞参数、原子位置或局部结构等来寻找最低能量的晶体结构。
4.校正和验证:使用计算得到的晶胞参数进行校正和验证,与实验结果进行比较,确保计算结果的准确性和可靠性。
总之,晶体模型和晶胞计算是研究和描述晶体结构的重要工具。
各个金属的晶胞构型
各个金属的晶胞构型一、体心立方结构(bcc):体心立方结构是一种常见的金属晶胞构型,其中金属原子位于立方体的顶点和正中心位置。
铁(Fe)和钨(W)是两个典型的体心立方结构金属。
体心立方结构具有高熔点、高硬度和良好的导电性能。
铁是一种重要的结构材料,广泛应用于建筑、机械制造等领域。
钨是一种重要的高温材料,可用于制造高温设备和电子元件。
二、面心立方结构(fcc):面心立方结构是另一种常见的金属晶胞构型,其中金属原子位于立方体的顶点和面心位置。
铜(Cu)和铝(Al)是两个典型的面心立方结构金属。
面心立方结构具有良好的延展性和塑性,具有较高的导电性和导热性。
铜是一种重要的导电材料,广泛应用于电子、电气和通信领域。
铝是一种轻质金属,具有良好的耐腐蚀性和导热性,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
三、密堆积结构(hcp):密堆积结构是一种金属晶胞构型,其中金属原子位于六边形最密堆积的位置。
钛(Ti)和锆(Zr)是两个典型的密堆积结构金属。
密堆积结构具有较高的强度和硬度,具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
钛是一种重要的结构材料,广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
锆是一种重要的核工程材料,可用于核电站中的燃料元件和反应堆结构材料。
四、六方最密堆积结构(hexagonal close-packed, hcp):六方最密堆积结构是一种特殊的金属晶胞构型,其中金属原子位于六边形最密堆积的位置。
钴(Co)和锌(Zn)是两个典型的六方最密堆积结构金属。
六方最密堆积结构具有较高的强度和硬度,具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
钴是一种重要的磁性材料,广泛应用于电子、电气和医疗领域。
锌是一种重要的防腐材料,广泛应用于建筑、冶金和化工行业。
金属的晶胞构型对金属的性质和用途有着重要影响。
不同金属的晶胞构型决定了金属的硬度、强度、导电性和耐热性等特性。
了解金属的晶胞构型有助于我们更好地理解金属的性质和应用,并为相关领域的研究和应用提供指导。
常见晶体模型及晶胞计算
常见晶体模型及晶胞计算
一、晶体模型
晶体模型是用来描述晶体结构的数学模型,它是由晶体中的原子,原子之间的相互作用以及构成晶体结构的基本构件构成的。
晶体模型有很多种,主要包括普通晶体模型、块体晶体模型、多解晶构模型、时效晶体模型、闪锌晶体模型等。
1.普通晶体模型:普通晶体模型包括立方晶体模型、六方晶体模型和六点晶体模型,它依据晶体原子的八面体集合和块体构件来描述晶体的结构。
2.块体晶体模型:块体晶体模型是指块体晶体的特殊形状,即一种多晶体结构模型,它以晶胞的形状来描述晶体结构,每一晶胞都包含若干个晶体原子。
3.多解晶构模型:多解晶构模型是一种描述晶体结构的复杂模型,它以自动运算机技术,以多样的晶胞几何位置,把晶体分解成若干个块体,用最小的能量来构建晶体结构,从而避免晶体自组织构建的耗能现象。
4.时效晶体模型:时效晶体模型也称为“时效条件”。
它描述了晶体原子的动力学过程,它有助于理解晶体中不同原子间的相互作用,以及晶体在不断降温、淬火和轧缩的过程中的变化。
(完整版)七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种,但是万物都会有规律,晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y 、Z(U)(Z 轴也可叫做“主轴”)来表示,而为了更好表示轴之间的度数,我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式:立方晶系(也称等轴晶系)、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系(也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族有六方、四方、三方三个晶系;低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的,即X=Y=Z ,且互相垂直,即α=β=γ=9,0° 对称性最强。
具有4 个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状,四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多,相对晶面和相邻晶面都相似,横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=9。
0其°中两个水平轴(X 轴、Y 轴)长度一样,Z 轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z 轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X 轴、Y 轴)发育大于Z 轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
常见晶胞模型
常见晶胞模型氯化钠晶体(1)NaCl晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个NaCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Na+(即Cl-配位数)为6个(2)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个;占有的Cl-4个。
(3)在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有12个;与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体CsCl晶体(注意:右侧小立方体为CsCl晶胞;左侧为8个晶胞)(1)CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-(即Cs+配位数)为8个CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+(即Cl-配位数)为8个,这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
(2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个;占有的Cl- 1个。
CaF2晶体(1))Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。
(2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数)为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个;占有的F-8个。
ZnS晶体:(1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+。
(2)Zn2+的配位数为4个,S2-的配位数为 4个。
金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释(1)金刚石晶体a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp 3杂化,每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合,形成正四面体。
键角109°28’b 、每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用c 、12g 金刚石中有2mol 共价键,碳原子与共价键之比为 1:2 (2)Si 晶体由于Si 与碳同主族,晶体Si 的结构同金刚石的结构。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种,但是万物都会有规律,晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z(U)(Z轴也可叫做“主轴”)来表示,而为了更好表示轴之间的度数,我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式:立方晶系(也称等轴晶系)、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系(也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族有六方、四方、三方三个晶系;低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的,即X=Y=Z,且互相垂直,即α=β=γ=90°,对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状,四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多,相对晶面和相邻晶面都相似,横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图:晶体实物图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
高中化学常见晶胞类型
高中化学常见晶胞类型
1. 立方晶胞:具有三个相等的边长和90度的角度,分为简单立方晶胞、面心立方晶胞和体心立方晶胞。
2. 正交晶胞:具有三个不相等的边长和90度的角度,分为基本正交晶胞和体心正交晶胞。
3. 单斜晶胞:具有两个相等的边长和90度的角度,一个不等的边长和不等的角度,分为基本单斜晶胞和简单单斜晶胞。
4. 正交二斜晶胞:具有三个不相等的边长和不等的角度,分为基本正交二斜晶胞和简单正交二斜晶胞。
5. 六方晶胞:具有三个相等的边长和120度的角度,一共有四种晶胞形式。
6. 四方晶胞:具有两个相等的边长和90度的角度,一个不等的边长和不等的角度,常见的晶胞形式有两种。
7. 三斜晶胞:具有三个不相等的边长和不等的角度,其中一种形式被称为"菱房晶胞"。
(完整版)常见晶胞模型
氯化钠晶体(1)NaCl晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个NaCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Na+(即Cl-配位数)为6个(2)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个;占有的Cl-4个。
(3)在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有12个;与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体CsCl晶体(注意:右侧小立方体为CsCl晶胞;左侧为8个晶胞)(1)CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-(即Cs+配位数)为8个CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+(即Cl-配位数)为8个,这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
(2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个;占有的Cl- 1个。
CaF2晶体(1))Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。
(2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数)为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个;占有的F-8个。
ZnS晶体:(1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+。
(2)Zn2+的配位数为4个,S2-的配位数为 4个。
Si O金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释(1)金刚石晶体a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平面(实际为椅 式结构),碳原子为sp 3杂化,每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合,形成正四面体。
键角109°28’b 、每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用c 、12g 金刚石中有2mol 共价键,碳原子与共价键之比为 1:2 (2)Si 晶体由于Si 与碳同主族,晶体Si 的结构同金刚石的结构。
大学化学 常见晶胞模型
大学化学常见晶胞模型介绍晶胞模型是研究固体结构和晶体性质的基础。
本文将介绍几种常见的晶胞模型,帮助大学化学研究者更好地理解晶体结构和性质。
简单立方模型简单立方模型是一种简化的晶胞模型,用于描述一些简单的晶体结构。
它由八个立方角共享的原子构成。
每个原子都与六个相邻原子相连,形成一个立方结构。
这种简单的晶体结构适用于一些金属元素,如铁、钠等。
面心立方模型面心立方模型是一种常见的晶胞模型,常用于描述许多金属和化合物的结构。
它由八个立方角共享的原子和每个面上一个原子构成。
每个原子都与十二个相邻原子相连,形成一个紧密堆积的结构。
这种晶体结构具有较高的密度和机械强度。
体心立方模型体心立方模型也是一种常见的晶胞模型,常用于描述一些金属元素和化合物的结构。
它由八个立方角共享的原子和一个位于晶胞中心的原子构成。
每个原子都与八个相邻原子相连,形成一个更紧密的结构。
这种晶体结构同样具有较高的密度和机械强度。
面心体心立方模型面心体心立方模型是一种较复杂的晶胞模型,常用于描述一些化合物的结构。
它由八个立方角共享的原子、每个面上一个原子和一个位于晶胞中心的原子构成。
每个原子都与十四个相邻原子相连,形成一个更加紧密的结构。
这种晶体结构具有更高的密度和较好的热力学性质。
总结通过了解这几种常见的晶胞模型,我们可以更好地理解不同结构的晶体的特点和性质。
化学研究者可以通过进一步研究这些模型,扩展对晶胞结构和晶体性质的认识。
以上即为大学化学常见晶胞模型的介绍。
---注意:以上内容为简化表述,不涉及具体晶胞参数和具体晶体结构的分析。
七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种,但是万物都会有规律,晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的,即七大晶系.晶体即是一种以三维方向发育的的几何体,为了表示三维空间,分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心.三条轴分别用X、Y、Z(U)(Z轴也可叫做“主轴")来表示,而为了更好表示轴之间的度数,我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式:立方晶系(也称等轴晶系)、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系(也称斜方晶系)、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系;中级晶族有六方、四方、三方三个晶系;低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的,即X=Y=Z,且互相垂直,即α=β=γ=90°,对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系.属于立方晶系的有:面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状,四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多,相对晶面和相邻晶面都相似,横截面和竖截面一样.最典型立方晶系的晶体为:氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图:晶体实物图:二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直,即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴(X 轴、Y轴)长度一样,Z轴的长度可长可短,通俗的说:四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体,有的是长柱体,有的是短柱体,即其晶胞必具有四方柱的形状.横截面为正方形,四个柱面是对称的,即相邻和相对的柱面都是一样的,但和顶端不对称.所有主晶面交角都是90.特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育,它就是长柱状甚至针状;如果两个横轴(X轴、Y轴)发育大于Z轴,那么晶体就会呈现四方板状,最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了.常见的立方晶系的晶体模型图:注:柱体的棱角发育成窄小晶面,此种晶体又叫“复四方"-—四个主柱面,四个小柱面。
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氯化钠晶体
离子晶体
(1)NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个
(2)
(3)NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+(即CI-配位数)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4个; 占有的CI-4个。
在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 与每个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为
CsCI晶体(注意:右侧小立方体为CsCI晶胞;左侧为8个晶胞)
(1)CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的C「(即Cs+配位
数)为8个
CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+(即CI-配位数)为
8个,这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
(2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这
几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
• Cs* OCI- (3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个;占有的CI- 1个CaF2晶体
(1))Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。
(2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数)为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个
(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个;
占有的F-8个。
ZnS晶体:
(1)1个ZnS晶胞中,有4 个S2「,有4个
Zn2+
(2)Zn2+的配位数为4个, S2_的配位数为4个
O£n?,•
原子晶体
(1) 金刚石晶体
a 每个金刚石晶胞中含有 8个碳原子,最小的碳环为 6元环,并且不在同一平面(实际为椅 式结
构),碳原子为sp 3杂化,每个C 以共价键跟相邻的_4_个 C 结合,形成正四面体。
键角109° 28'
b 、 每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用
c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键,碳原子与共价键之比为 (2) Si 晶体
由于Si 与碳同主族,晶体Si 的结构同金刚石的结构。
将金刚石晶胞中的 C 原子全部换成Si 原
子,健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。
(3) 某些非金属化合物【SiO 2、SiC (金刚砂)、BN (氮化硼)、Si 3N 4等】
例如SiC
将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子,
键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。
(其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子,4个互不相邻的立方 体体心的为C 原子,反之亦可)
a 每个SiC 晶胞中含有 4个硅原子,含有 A 个碳原子
b 、1mol SiC 晶体中有4mol Si —C 共价键
(4)SiO 2晶体:在晶体硅的晶胞中,在每2个Si 之间插入1个O 原子, 便可
得到SiO 2晶胞。
a 每个硅原子都采取sp 3杂化,与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为正四面体型,SiO 2
晶体中最小的环为
_J2_
元环 b 、每个Si 原子被
亚个十二元环共用,每个 O 原子被_6_个 十二元环共用
c 、每个SiO 2晶胞中含有_8_个Si 原子,含有J6_个O 原子
d 、1mol Si O 2晶体中有_4 mol 共价键 (5)晶体硼
已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体,其中有
20个等边三角形的面和一定
数目的顶点,每个顶点各有一个
B 原子。
通过观察图形及推算,可知此结构单元是由
12个B 原子构成,其中B —B 键间的夹角是 60 ° 。
假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去,余下 部分
的结构与G 。
相同,贝U Go 由_12_个正五边形和 20个正六边形构成。
金刚石
金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释
Si O
分子晶体
1、CQ晶体
以CO为例:如右图为干冰晶体的晶胞,立方体的面心和顶点各有
一个CO分子,因此,每个晶胞中有4__个CO分子。
在干冰晶体中,每个CO分子距离最接近且相等的CO分子有12 个。
象这种在分子晶体中作用力只是范德华力,以一个分子为中心,其周围
通
常可以有12个紧邻的分子的特征称为分子密堆积。
(若将CO分子换成C2、
12或C6o等分子,干冰的晶体
结构就变成了Q、12或C6o的
晶体结
12单质
2、水分子:冰中1个水分子与周围4个水分子形
成氢键, 所以1 mol水拥有的氢键数目为2NA
3、白磷晶体:分子式为P4,
124g白磷形成的P---P键数目是6 NA
金属晶体
堆积模型简单立方体心立方堆积六方最密堆积(A3)面心立方最密堆积(A1)
典型代表Po Na K Fe Mg Zn Ti Cu Ag Au 空间利用率52%68%74%74%配位数681212晶胞MO
分子晶体
混合型晶体
2、石墨的层状结构如下图2所示,图中7个六元环实际占有的碳原子数是 J4 ,若该层状结构 可由很多个平行四边形无隙并置得到, 每个平行四边形实际占有2个碳原子,请在图中画出一个这样 的平行四边形。
⑶石墨能与熔融金属钾作用,形成蓝色的 C M K 、灰色的CwK 、C 60K 等。
有一种青铜色的CK 中K 原子
(用o 表示)的分布如图3所示,则x= 8_;另有一种石墨化合物 G2K ,其中K 原子的分布也类似 图的正六边形,该正六边形的边长是上右图中正六边形边长的
2 倍。
C 12K
C 8K
小结*金剛石、石舉的比较
金刚石
石墨
晶体烟伏 廁体空伯」网扶 兀込形平面层状 鼎体中的無或作用
共价讎
共枷键均捲德半力 EU 嵐少備原子形成 环的形状与个数
G 个赚子>K1則[ftf
B 个原子同瓯
4
3
知个叶中诞的平均瞰 6*1 ^6=1
6*1/2=3 毎牛坏中跑『的半屿数
1/12-12
6*1/3—2
1、石墨晶体
① 石墨晶体是层状结构,层与层之间是以 范德华力 结合,同一层内
C 原子与C 原子以 共价键
结合成平面网状,每一层碳原子排列
成六边形,则碳原子采用 SP 2
杂化。
未成对电子形成 大n 键。
② 石墨晶体中C 原子数与c -C 键数之比是 23_。
其中每个正六边形 占有的C 原子数平均为 2个。
空间层
状结构 空间结构 箔视B1 ■ 平而网
状结构
田
1。