第一节 离子晶体
第一章晶体结构(离子晶体课件4-2)
结构中O2-离子作变形的六方最紧密堆积，正离子占据一半的八
面体空隙位，并且交替占据，有一半是空的。八面体单元TiO6共边连接
成平行于C轴的链。 这种结构属于四方晶系，简单四方点阵。就一个晶胞而言，Ti4+ 占
据简单四方点阵的顶点和体心位置，O2-则处于上、下底面一组相互平行
对角线上和通过体心并平行于上下底截面上另外方向的一条对角线上， 这三条面对角线上各有两个O2-,它们距离所在面对角线端点的距离同为对
3、A2B3型化合物结构:
其中O 离子近似作六方最紧密堆积（HCP），Al
2-
2-
3+
离子填充在6个O 离子形成有八面体空隙中。 由于 3+ Al/O=2/3，所以Al 占据八面体空隙的2/3，其余1/3的空 隙均匀分布，这样13层构成一个完整周期。刚玉结构 中 正负离子的配位数分别为6和4。
依照Pauling第一规则，钛、氧离子半径比r /r 3+ =0.43>0.414, Al 的C.N.=6,处于八面体空隙位置；依照 3+ 2Pauling第二规则， Al －O 静电强度Si=3/6=1/2。氧离子 为负二价，因此它的配位数为4.
尖晶石的单位细胞
[反尖晶石结构]
在面心立方体点阵中，占Ｔ位和Ｏ位的正离子必须满足：Ａ离子 （占Ｔ位）的半径必须小于Ｂ离子（占Ｏ位）的半径。如果Ａ离子半径 大于Ｂ离子，则Ａ离子占据Ｏ位，Ｂ离子占据Ｔ位。这种结构称作反尖 晶石结构。正离子占据孔隙的情况如下： 32个O2-离子 64个四面体空隙 32个八面体空隙 16个A3+离子 ８个A3+离子 ８个A3+离子
【华师一】《晶体的类型与性质》第一节《离子晶体分子晶体原子晶体》第二课时
第一单元晶体的类型与性质第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体第二课时1、下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是（）A、固态氢B、固态氖C、磷D、三氧化硫2、下列性质适合于分子晶体的是（）A、熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B、熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电C、能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃D、熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm33、下列各组物质中，形成的晶体全部是分子晶体的是（）A、CO2、Ar、Al2O3B、H2O、CO2、I2C、PH4I、H2O2、CCl4D、SO3、MgCl2、Al2Cl64、下列过程中，共价键被破坏的是（）A、碘升华B、溴蒸气被木炭吸附C、酒精溶于水D、HCl气体溶于水5、结合课本上（P5图1—10）干冰晶体结构模型图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为（）A、6B、8C、10D、126、碘的熔、沸点较低，其原因是（）A、碘的非金属性较弱B、I2中I－I键不稳定C、碘晶体属于分子晶体D、碘的氧化性较弱7、下列叙述正确的是（）A、两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键B、两种元素原子间形成的化学键都是极性键C、含有极性键的化合物不一定是极性分子D、只要是离子化合物，其熔点就比共价化合物高8、SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推断：①SiCl4晶体是分子晶体；②常温常压SiCl4不是气体；③SiCl4分子是由极性键构成的非极性分子；④SiCl4熔点高于CCl4。
其中正确的是（）A 、只有①B、只有①②C、只有②③D、①②③④9、水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是（）A、范德华力B、共价键C、氢键D、相对分子质量10、下列说法正确的是（）A、离子晶体中可能含有共价键，但一定含有金属元素B、分子晶体中一定含有共价健C、离子晶体中一定不存在非极性键D、石英与晶体硅都是原子晶体11、有下列几种氢键①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。
离子晶体
（）的大小，即=/E。极化率反映了离子被极化的难易程度，
即变形性的大小。 极化力与离子的有效电荷数（Z* ）成正比，与离子半径（ r ） 的平方成反比，即=Z*/r2。极化力反映了极化周围其它离子的能力。
*
极化会导致离子间距离缩短，离子配位 数降低和变形的电子云相互重叠，使键 性由离子键向共价键过渡最终都会使晶 体结构类型发生变化
*
1、AB型化合物结构： a．CsCl型结构 b．NaCl型结构 c、立方ZnS型结构 d. 六方ZnS型结构 2、 AB2型化合物结构:a．CaF2(萤石)型结 构 b．TiO2(金红石)型结构 3、A2B3型化合物结构 : a-Al2O3 4、 ABO3型化合物结构:CaTiO3(钙钛矿) 型 5、 AB2O4型化合物结构:尖晶石 (MgAl2O4)
或
Zn( g ) Zni 2e
*
具有这种缺陷的结构，目前只发现UO2+x，可以看作U2O8在 UO2中的固溶体，具有这样的缺陷。当在晶格中存在间隙负 离子时，为了保持电中牲，结构中引入电子空穴，相应的正 离子升价，电子空穴在电场下会运动。因此，这种材料是P 型半导体。
对于UO2+x。中的缺焰反应可以表示为：
3
—— 求和遍及所有正负离子 —— 因子1/2：库仑相互作用能为两个离子所共有 一个原胞有两个离子，原胞的库仑能
( 1) ' 2 2 2 1/ 2 n1 , n2 , n3 ( n1 n2 n3 )
n1 n2 n3
— 马德隆常数 取决于晶体的结构
几种常见的晶体晶格的马德隆常数
在晶格热振动时，
一些能量较大的质点 离开平衡位置后，进 入到间隙位置，形成间隙质点，而在原 来位置上形成空位
离子晶体、分子晶体、原子晶体
ClNa+
二、分子晶体
分子间作用力和氢键：(氢键的形成过程）
分子间作用力和氢键对一些物质的熔、沸点的关系
分子晶体：
分子间通过分子间作用力相 结合的晶体，叫做分子晶体。 实例：如干冰 定义：
分子晶体的物理性质：
熔、沸点低，硬度小，在水 形成分子晶体的物质：
中的溶解度存在很大的差异。 H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等
原子晶体的物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体：
金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
Si
o
180º
109º 28´
共价键
109º 28´
共价键
小结
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较： 晶体类型 结 构成晶体粒子 构 性
熔、沸点 导电性 粒子间的相互 作用力
离子晶体
分子晶体
原子晶体
硬 度
质
溶解性
2、化学键和分子间作用力的比较：
化学键 概念 能量 性质影响 分子间作用力
3、影响晶体物理性质的因素：
影
离子晶体 分子晶体 原子晶体
响
因 素
共价键
氢键
氢键的形成过程
返回
温度/℃ H2O 温度/100 ℃ 沸点/℃ 250 75 沸点 250 熔点 CBr 200 沸点 4 × × 50 200 150 I2 CI4 150 25 HF 100 CCl 熔点 × 100 4 × CBr4 I 0 H2Te 50 2 100 150Br 50 SbH3 2 -25 0 2Se 200 300 400 H 500 × NH3 100 H S HI 0 Br 2 2 200 -50 50 250 -50 CCl4 -50 × AsH Cl 3 相对分子质量 SnH4 2 -100 HCl 相对分子质量 -100 -75 HBr CF × Cl 4 2 -150 × PH3 GeH4 -150 × -100 -200 F2 CF 4 SiH 4× -200 -125 F2 -250 -250
【华师一】《晶体的类型与性质》第一节《离子晶体分子晶体原子晶体》第一课时
第一单元晶体的类型与性质第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体第一课时1、下列物质中含有极性键的离子化合物是（）A、CaCl2B、Na2O2C、NaOHD、K2S2、下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是A、可溶于水B、具有较高的熔点C、水溶液能导电D、熔融状态能导电3、碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是：①高沸点；②能溶于水；③水溶液能导电；④低熔点；⑤熔融状态不导电。
（）A、①②③B、③④⑤C、①④⑤D、②③⑤4、下列有关离子晶体的描述中，不正确的是（）A、离子晶体中离子间存在着较强的离子键B、一般来说，离子晶体有较低的熔点和沸点、较小的硬度C、离子晶体溶于水或熔融时都能导电D、由于构成离子晶体的粒子是离子，故离子晶体中都不存在单个的分子5、下列离子化合物中，阴、阳离子所含的电子数不相等的是（）A、Na2O2B、NaNH2C、NaFD、Mg（OH）26、下列离子化合物中，阳离子和阴离子半径之比最大的是（）A、KIB、CsFC、LiBrD、NaCl7、某离子晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为（）A、109°28′B、90° C 60 °D、120°8、氯化钠晶体结构中，Na＋（●）和Cl－（○）都是等距离交错排列的（如下图所示）已知氯化钠晶体的摩尔质量为58.5g·mol－1，密度为2.2g·cm—3，阿佛加德罗常数为6.02×1023mol－1，在氯化钠晶体中两个距离最近的Na+中心间的距离接近于（）A、3.0×10－8cmB、3.5×10－8cmC、4.0×10－8cmD、5.0×10－8cm9、在NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的几个Na+共有（）A、6个B、8个C、10个D、12个10、Cs是ⅠA族元素，F是ⅦA族元素，估计Cs和F形成的化合物可能是（）A、离子化合物B、化学式为CsF2C、室温下为固体D、室温下为气体11、某离子晶体结构如图所示，X （●表示）位于立方体的顶点，Y （○表示）位于立方体的中心。
离子晶体
离子构型
通常把处于基态的离子电子层构型简称为离子构 型。负离子的构型大多数呈稀有气体构型，即最外层 电子数等于8。正离子则较复杂，可分如下5种情况： 1)2e 构型： 第二周期的正离子的电子层构型为 2e 构型，如Li+、Be2+等。 2)8e构型：从第三周期开始的IA、IIA族元素正离 子的最外层电子层为 8e，简称 8e 构型，如 Na+ 等； Al3+ 也是 8e 构型； IIIB—VIIB 族元素的最高价也具有 8e 构 型 [ 不过电荷高于 +4的带电原子（如Mn7+）并不以正离 子的方式存在于晶体之中]。
晶格能的计算玻恩-哈伯循环
以NaCl（s）为例
△fH0NaCl 1 Na(s)+ ——Cl2(g)───→NaCl(s) 2 △H1 Na(g)+Cl(g) △H2 Na+(g)+Cl-(g) -U
△fH0NaCl=-411KJ·mol-1 △H1=230KJ·mol-1 △H2=128KJ·mol-1 △H3=-526KJ·mol-1
CsCl（氯化铯）配位数8:8、NaCl（岩盐）配位 数6:6、ZnS（闪锌矿）配位数4:4、CaF2（萤石）配 位数8:4和TiO2（金红石）配位数6:3，是最具有代表 性的离子晶体结构类型，许多离子晶体或与它们结构 相同，或是它们的变形。
5种离子晶体结构的代表物种 常见的离子晶体化合物
晶体结构型
r(Na+)=(1-30%)r(F-)=0.7r(F-) r(Na+)+r(F-)=231pm 1.7r(F-)=231pm 即:r(F-)=136 r(Na+)=95pm。
(2)测得KCl晶体中阴阳离子核间距为314pm，但 与K+和Cl–同构型的Ar的主量子数为3，大于与Na、F
离子键和离子晶体
（3）1 族、2 族、13~17 族的同族电荷数相同 的离子的半径，随离子的电子层数增加而增大。
8
第二节 离子晶体
一、晶格和晶胞 二、离子晶体的特征 三、离子晶体的类型 四、离子晶体的半径比规则
9
固体可分为晶体和非晶体两大类。 晶体与非晶体的主要区别是： （1）晶体一般具有整齐规则的几何外形，而非晶 体（如玻璃、沥青、石蜡等）没有固定的几何外形。 （2）晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的 熔点。 （3）晶体具有各向异性，其某些物理性质在不同 方向上是不同的（如石墨在与层垂直方向上的电导率 为与层平行方向上的 1/104 )，而非晶体的物理性质在 不同方向上都相同。
2
第一节 离 子 键
一、离子键的形成
二、离子键的特征 三、离子的特征
3
一、离子键的形成
当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性 较大的活泼非金属元素的原子相互接近时，金属原 子失去最外层电子形成带正电荷的阳离子；而非金 属原子得到电子形成带负电荷的阴离子。阳、阴离 子之间除了静电相互吸引外，还存在电子与电子、 原子核与原子核之间的相互排斥作用。当阳、阴离 子接近到一定距离时，吸引作用和排斥作用达到了 平衡，系统的能量降到最低，阳、阴离子之间就形 成了稳定的化学键。这种阳、阴离子间通过静电作 用所形成的化学键称为离子键。
在离子晶体中，阳、阴离子被限制在晶格格 点上振动，不能移动，因此离子晶体不导电。但 是当离子晶体熔融或溶于水时，产生自由移动的 阳、阴离子，从而可以导电。
14
三、离子晶体的类型
在离子晶体中，由于阳、阴离子在空间的排列方 式不同，因此离子晶体的空间结构也就不相同。对于 AB 型离子晶体，常见的有 CsCl 型、NaCl 型和 ZnS 型三种典型晶体结构类型。
第三章 化学键和晶体结构第一节 离子键和离子晶体
2023/2/19
11
（二）离子晶体及其特征结构
（1）离子晶体(ionic crystals) 靠离子 间引力结合而成的晶体 （2）特点
•晶格结点上交替排列着正、负离子，依静电引力结合 •离子键没有饱和性和方向性，正负离子按一定配位数在空 间排列，不存在单个分子，而是一个巨大的分子，如NaCl只表示 晶体的最简式 •因静电引力较强，离子晶体有较高熔、沸点和硬度。离子 电荷越高，半径越小，静电引力越强，熔、沸点越高，硬度越大 •熔融时或水溶液是电的良导体，但固态不导电
H－ 208
Br7＋
39
Cr6＋
52
Hg2＋ 110
B3＋
20 Co2＋ 74
In3＋ 81
Bi5＋
74
Cr3＋
64
I7＋
50
Ba2＋ 135 Cu＋ 96
I－
216
Be2＋ 31
Cs＋ 169
K＋
133
Li＋ 60
La3＋ 115
Mn7＋ 46
Mn2＋ 80
Mo6＋ 62
Mg2＋ 65
N3－ 171
6
离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径 离子 半径
Ag＋ 126 C4－ 260
Fe2＋ 76
Al3＋
50
Ca2＋
99
Fe3＋ 60
As3＋ 47 Cd2＋ 97
F－
136
As3－ 222 Cl7＋ 26
Ge4＋ 53
Au＋ 137 C4＋
15
Ga3＋ 62
Br－ 195 Cl－ 181
5. 了解价层电子互斥理论的基本要点，并能用其解释多原子分子或离子的空 间构型
《离子晶体》ppt课件
( 配位数)
科学探究：
• 找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和 阴离子的配位数，它们是否相等？
离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数
NaCl
6
பைடு நூலகம்
6
CsCl
8
8
13
（3）立方ZnS型（BeO、BeS）
14
NaCl CsCl
熔点℃ 801 645
沸点℃ 1413 1290
●阴阳离子间通过离子键结合而成的晶体。
食盐（晶体）的形成：
Na+Cl-CNl-a+NaCN+laN-+aC+l- Na+
Na+ClC- l-
NaC+ l-
Cl- NaN+a+NCa+l--
Na+
ClNa+ Cl-
Cl-
Na+
1
NaCl的晶体结构示意图
Cl2
Na+
每个Na+周围有六个Cl3
每个Cl-周围有六个Na+ 4
18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰
20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。
高二化学下册《离子晶体》知识点归纳
高二化学下册《离子晶体》知识点归纳在学习新知识的同时，既要及时跟上老师步伐，也要及时复习巩固，知识点要及时总结，这是做其他练习必备的前提，下面为大伙儿总结了离子晶体知识点归纳，认真阅读哦。
1.什么是分子晶体、原子晶体和金属晶体?
2.下列物质的固体中哪些是分子晶体?哪些是原子晶体?哪些是金属晶体?
干冰? 金刚石?? 冰?? 铜?? 水晶? 碳化硅?? NaCl?? CsCl
讲述：明显，氯化钠、氯化铯固体的构成微粒不是前面所讲的分子、原子，离子之间的作用力也不一样，这确实是我们今天要学习的一种新的晶体类型。
一、离子晶体
1.离子晶体定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体
活动1：展现氯化钠、氯化铯晶体结构，摸索这两种晶体的构成微粒、离子之间的作用力是什么?
归纳小结:
(1)离子晶体定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体
(2)离子晶体的构成微粒是离子，离子间的作用力为离子键。
2.离子晶体的类别
活动2：摸索我们学过的物质中哪些类型的物质是离子晶体?
归纳：强碱、爽朗金属氧化物、绝大多数盐
有了上文为大伙儿总结的离子晶体知识点归纳，大伙儿及时提早复习，在考试中一定能取得好成绩。
离子晶体定义
离子晶体定义离子晶体是一种结构紧凑的复合物，由化学强相互作用的有规律排列的离子和它们的水溶液的分子构成，这个物质的结构是由强烈的团簇相互作用而形成的。
离子晶体是现代化学及物理学领域中的一个发展中的领域，它可以应用于许多方面，如电子材料、光子学、光电子器件、液体晶体、以及生物分离，等等。
离子晶体也与其他类型的晶体有一定的区别，比如离子晶体不同于石英晶体，是由质子与电子组成的。
离子晶体结构由离子团簇组成，由离子组成的团簇是晶体结构的基本组成单元，它们的布局是呈现出有规律的排列的形式。
离子晶体的主要特性是它的立体结构，由离子团簇构成，团簇有规律的排列呈现出八面体或正方体结构。
离子晶体与传统硅晶体或金刚石晶体有一定的区别，他们的晶胞构造中由非金属原子和金属原子组成。
离子晶体也可以分为双相离子晶体和单相离子晶体。
双相离子晶体的组成单元是由两种不同的离子组成，它们的离子有相互作用，形成一定的结构；而单相离子晶体的组成单元只有一种离子，形成的结构则与双相离子晶体不同，它们的立体构造是由离子团簇与团簇之间的距离来构成的。
离子晶体有多种性质，它们可以根据其团簇结构来分类。
离子晶体分为两类，一类是用氢键结合的，通常是以水形式溶解的；另一类是用极性作用力结合的，如离子间的电相关作用、极性作用、相互结合作用等。
离子晶体是一种可用于新型材料的高活性材料，它可以在液体和固态之间构成一种界面。
由于它具有很高的活性性，因此被广泛应用于电子材料、光子学、电态材料等领域，并且有很多实际应用，如液体晶体显示器、高温发动机、电极、以及生物分离等。
离子晶体在未来也将被广泛用于新型电子材料、高温量子电子学、耐火材料、石墨烯、抗菌涂料、光学晶体及药物分离等领域。
最后，离子晶体在现代物理学及化学领域中发挥着重要作用，它具有优良的结构特性，可被广泛应用于多种新型材料及实际应用领域，为新材料、电子材料、光电子器件、生物分离等领域的研究提供重要基础。
离子晶体的性质
离子晶体是由离子构成的晶体。
离子晶体的性质受到离子的性质和相互作用的影响。
下面是离子晶体的一些性质：
1.离子晶体的晶格结构是由离子排列而成的，因此离子晶体的晶格常常是由一种离子形成
的。
2.离子晶体的熔点和沸点通常都很高，因为离子之间的相互作用很强，需要大量能量才能
使离子晶体熔化或汽化。
3.离子晶体的导电性通常很差，因为离子晶体中的离子很难移动。
4.离子晶体的化学稳定性通常很高，因为离子之间的相互作用很强，需要大量能量才能使
离子晶体发生化学反应。
5.离子晶体的导热性一般较差，因为离子晶体中的离子很难移动，很难传递热量。
6.离子晶体的折射率一般较大，因为离子晶体的密度较大，光线在离子晶体中的折射率也
较大。
7.离子晶体的弹性模量一般较大，因为离子晶体中的离子相互作用很强，所以离子晶体具
有较大的弹性模量。
8.离子晶体的光学性质一般较差，因为离子晶体中的离子很难移动，很难传递光线。
离子晶体
•
Wi
Wa
•
从元素周期表中看，Ⅰ族元素的电负性最小，Ⅶ族元素电负性最大。 对每一族元素来看，随着周期数的增加，原子的电负性减小。这是由 于原子核内质子越多，原子核对外层电子的吸引力越强；电子层数越 多，原子半径越大，原子核对最外层电子吸引力越小。
1.2 晶体原子间的排斥吸引
• 晶体中个原子间总是同时存在吸 引力和排斥力，如图，排斥力仅 是当r较小的时候才出现的短程 力，当r稍大就很快衰减
离子晶体
ggg21004
离子晶体名词解释
•
•
由正、负离子或正、负离子集团按一定的比例通过离子键结合形成的晶 体。 价电子由一种原子完全转移到另一种原子上形成正、负离子，正负离子 之间的静电吸引（库仑力）使彼此结合到一起。
目录
1 2
离子对的形成
电离能、亲和能及电负性、晶体原子间的排斥吸引
离子晶体的内能
解离能、内聚能
一、离子对的形成 1.1 电离能、亲和能及电负性
• • • 总体来说这三个物理量均反映了原子对价电子的束缚能力 电离能：一个价电子摆脱原子A的束缚必须对它施加的能量。
A Wi A e A (e) A Wi
6. 3
亲和能：一个中性电子从外界获得一个电子而转变为负电子时可以 释放的能量。 为了总体描述原子对价电子的束缚能力而引入电负性概念，定义为 ： 1
所以当以孤立原子能量总和为零起点时，离子晶体内能为：
Uc U吸引 （r0） U排斥 （r0） (Wi Wa )
A
B
•
各公式
•
又由晶体间排斥吸引能图中r0点几何意义可算得：
•
所以结合以上可得：若以独立原子系统总内能为零基准，则离子系统 内能为：
第1章 材料中的晶体结构3
（3）与原子尺寸有关的化合物
这类化合物是指化合物类型与组成元素 原子尺寸有关。当原子半径之比小于0.59时， 形成间隙相；当原子半径之比大于0.59时， 则形成间隙化合物；拓扑密堆相是指大小原 子通过适当的配合构成空间利用率和配位数 都很高的复杂结构。
1）间隙相
间隙相是一种金属原子占据正常的位置， 而非金属原子规则地分布在晶格间隙中的一 种结构。
(3)固溶体的微观不均匀性
在固溶体中，宏观上溶质原子的分布都是均 匀的；微观上溶质原子的分布可能的状态有完全 无序、偏聚、部分有序等，在一定条件下可为完 全有序，完全有序的固溶体结构也称超结构。
完全无序
偏聚
部分有序
完全有序
原子分布的有序度与其结合能的关系
原子的结合能是指单位摩尔的单体原子 结合成晶体时所释放的能量。溶质原子分布 的有序程度主要取决于原子的结合能。
例如：Mg与Pb、Sn、Ge、Si形成的合金
其形成的化合物分别为Mg2Pb、 Mg2Sn、 Mg2Ge、 Mg2Si，它们有金属性较强的Mg原子与 ⅣA元素组成，它们的数量比符合其化合价规律； 其晶体结构应是反萤石结构；它们当中，Si原 子的电负性最大，Pb的电负性最小，因此， Mg2Si最稳定，熔点为1102℃，为典型的离子晶 体，Mg2Pb熔点仅为550℃，显示出典型的金属 性质。
④其它
间隙相的成分可在一定范围内变化，可 视为以间隙相为为基的固溶体；如果两种间 隙相具有相同的晶体结构，若金属原子半径 差满足小于15% ，可形成无限固溶体，如Ti C-Zr C，Ti C-VC等 键型为共价键和金属键，同时具有良好 的金属性和高熔点和高硬度的特性，是合金 工具钢和硬质合金中的重要组成相。
（1）鲍林规则
①配位原则：围绕每一个正离子，负离子的排列是 占据一个多面体的各角顶位置。正、负离子的间距 决定了离子半径的总和；正离子配位数决定于正负 离子半径的比例。 r+/r正离子配位数 配位多面体 举例 0～0.155 2 线形 CO2 3 0.155 ～0.225 三角形 B2O3 0.225 ～0.414 4 四面体 SiO2 0.414 ～0.732 6 八面体 TiO2
【华师一】《晶体的类型与性质》第一节《离子晶体分子晶体原子晶体》第三课时
第一单元晶体的类型与性质第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体第三课时1、下列晶体中属于原子晶体的是（）A、氖B、食盐C、干冰D、金刚石2、下列叙述中正确的是（）A、离子晶体中肯定不含非极性共价键B、原子晶体的熔点肯定高于其他晶体C、由分子组成的物质其熔点一定较低D、原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键3、下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间作用力完全相同的是A、碘的升华和干冰气化B、二氧化硅和干冰熔化C、苯和硝酸钾熔化D、食盐和冰熔化4、下列各晶体中，含有的化学健类型相同且晶体类型也相同的一组是A、SiO2和SO2B、SiO2和NaClC、NaCl和HClD、CCl4和CH45、碳化硅这种结构类似于金刚石的晶体，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体：①金刚石；②晶体硅；③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）A、①③②B、②③①C、③①②D、②①③6、下列各组物质中，熔点由高到低的是（）A、HI、HBr、HCl、HFB、石英、食盐、干冰、钾C、CI4、CBr4、CCl4、CF4D、Li、Na、K、Rb7、在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是A、6个、120°B、5个、108°C、4个、109°28′D、6个、109°28′8、共价键、离子键、分子间作用力都是微粒间的作用力，下列物质中含有以上两种作用力的晶体是（）A、SiO2B、CCl4C、NaClD、NaOH9、设N A为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（）A、62g白磷中含有P—P键的个数为2N AB、6g石墨中含有C—C键的个数为0.75N AC、60gSiO2中含有Si—O键的个数为2N AD、12g金刚石中含有C—C键的个数为2N A10、下列物质属于原子晶体的化合物是（）A、金刚石B、刚玉C、二氧化硅D、干冰11、已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。
离子晶体的名词解释
离子晶体的名词解释离子晶体是一种固态物质，由离子构成的有序排列形成晶格结构。
离子是带有正电荷或负电荷的原子或分子，在形成晶体结构时通过静电力互相聚集在一起。
离子晶体通常具有高熔点、高硬度和良好的导电性能，因此在许多领域有着广泛的应用。
1. 离子与晶格离子晶体的基本结构是由正离子和负离子组成的晶格。
正离子和负离子之间通过静电相互作用力形成稳定的晶格结构。
正离子和负离子的数目必须相等，以保持整体电中性。
离子晶体的晶格结构对其性质起着重要的影响。
2. 离子晶体的物理性质离子晶体通常具有高熔点和高硬度。
这是因为在离子晶体中，正离子和负离子之间的静电相互作用力较强，需要很高的能量才能破坏这种结构。
因此，离子晶体往往具有非常稳定的结构。
此外，离子晶体还具有良好的光学性能。
离子晶体中的离子对光的吸收和发射起着重要作用，因此离子晶体通常具有特殊的光学效应，例如双折射和荧光。
3. 离子晶体的导电性由于离子晶体中带电离子的存在，它们通常具有良好的导电性能。
当离子晶体受到外界电场的作用时，带电离子会迅速在晶体内部移动，从而产生电流。
这种特性使离子晶体被广泛应用于电池、电解质和导电材料等领域。
4. 离子晶体的应用离子晶体在日常生活中有着广泛的应用。
其中一个典型的应用是在电子设备中的显示技术。
例如，液晶显示屏就是一种以离子晶体为基础的显示技术。
液晶分子具有可控的旋转和排列方式，通过控制电场来改变液晶分子的排列状态，从而实现图像的显示。
此外，离子晶体还常用于人工合成宝石的制备。
通过控制离子的成分和结构，制造出具有与天然宝石相似甚至更好的光学性能的合成宝石。
另外，离子晶体还在能源领域有着重要的应用。
例如，某些离子晶体在高温下具有良好的离子导电性能，可以用于制造固体氧化物燃料电池。
总之，离子晶体作为一种固态物质，在物理性质、导电性以及应用方面都具有独特的特点和广泛的应用前景。
通过深入研究离子晶体的结构和性质，我们可以更好地理解和应用这种材料，推动科学技术的发展。
材料科学基础第一章晶体结构(二决定离子晶体结构的基本因素)
图1-5 球体在平面上的最紧密堆积
面心立方最紧密堆积和六方最紧密堆积
球体在空间的堆积是按照ABAB……的层序来堆积。 这样的堆积中可以取出一个六方晶胞，称为六方最紧密堆 积，见图1-6 （a） 。
另一种堆积方式是按照ABCABC……的堆积方式。 这样的堆积中可以取出一个面心立方晶胞，称为面心立方 最紧密堆积。面心立方堆积中，ABCABC……重复层面 平行于（111）晶面，见图1-6（b）。
两种最紧密堆积中，每个球体周围同种球体的个数均 为12。
图1-6 (a)ABCABC…层序堆积 (b)ABAB……的层序堆积
—面心立方密堆积
—六方密堆积
两种三层堆叠方式
ABA: 第三层位于第一层 正上方
ABC: 第三层位于一二层间隙
(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
晶体结构中正、负离子的配位数的大小由结构中正、 负离子半径的比值来决定，根据几何关系可以计算出正 离子配位数与正、负离子半径比之间的关系，其值列于 表1-3。因此，如果知道了晶体结构是由何种离子构成的， 则从r＋/r－比值就可以确定正离子的配位数及其配位多面 体的结构。
anion polyhedron
自身被极化和极化周围其它离子两个作用同时存在，一般只 考虑正离子对负离子的极化作用。
（1）正离子半径较小，电价较高，极化力表现明显，不易 被极化。
（2）负离子则相反，经常表现出被极化的现象，电价小而 半径较大的负离子（如I－，Br－等）尤为显著。
（3）当正离子为18电子构型时，如 Cu＋、Ag＋，必须考虑 负离子对正离子的极化作用，以及由此产生的诱导偶极矩所引起的 附加极化效应。
极化上升
离子晶体的特点
离子晶体的特点
离子晶体是由独立的离子单元构成的晶体，它们通过电场力相互连接，形成高度有序的物质。
离子晶体的化学性质与它们的结构有着非常直接的关系，这种晶体的基本结构形式是比较复杂的。
在离子晶体中，离子与离子之间可以有多种类型的相互作用，这些离子之间又可以具有彼此紧密独立的结构单元。
离子晶体具有许多有利的特点，最重要的是结构的稳定性和物理性质的稳定性。
离子晶体一般具有非常高的熔点和沸点，可以有效地避免因其他结构形式本身发热而导致的热量失去，大大提高金属晶体的使用寿命。
离子晶体们也具有非常好的电绝缘性，这为它们的电子元件和系统应用提供了很好的保障。
离子晶体中的离子们还可以随着外部条件的变化而形成态变，这使得离子晶体有许多独特的电子和磁学特性，极大地丰富和扩展了物理学的研究范畴。
另外，由于离子晶体的特殊结构，它们的表面几乎是无比细腻的，而且不易被氧化和氧化物膜所覆盖。
这使得离子晶体可以作为一种高性能表面涂层材料，用于保护特种设备的外壳，延长设备的使用寿命。
此外，由于离子晶体的天然有序性，它们可以更容易地实现小型化，低耗能和高可靠度，为微电子元件技术的发展提供了可能性。
总之，离子晶体具有独特而有利的特点，它们为各种材料的研究和应用开发提供了许多可能性，并且这些可能性在不断扩展和丰富之中。
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练习4：
下列物质的熔沸点由高到低的排列顺 序为： NaCl KBr NaF MgO
答案：MgO>NaF>NaCl>KBr
2013-5-17
QXZZ
18
小结与归纳
5、离子晶体熔沸点高低的比较
需破坏离子键 ①离子晶体的熔化 离子键的强弱决定熔 沸点的高低。 ②对于组成相似的离子晶体而言，阴阳 离子半径之和越小，离子所带电荷数越 多，其离子键越强，熔沸点越高。
2013-5-17
QXZZ
23
注意！
1．在离子晶体中不存在单个的分子 只存在阴、阳离子。 ２．离子晶体中化学式只是表示晶体 中粒子个数比，而不是表示分子的真 实组成。
2013-5-17
QXZZ
24
试一试
若给出一个离子 晶体的晶胞，你能否 求出该晶胞中所含粒 子数？
在这个晶胞中有 多少个Cs+？多 少个Cl-？
2013-5-17 QXZZ 45
【小 结】
1．判断一种晶体是离子晶体还是分子晶体，一是看构成
晶体的粒子的种类，二是看粒子之间的相互作用（结合
力），这两点相互联系，缺一不可。 2．由晶体性质可推断晶体类型，由晶体类型也可推断晶 体性质。
下列叙述不正确的是（
C、D ）
A．由分子构成的物质其熔点一般较低 B．分子晶体在熔化时，共价键没有被破坏 C．分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定
2013-5-17 QXZZ 39
我有疑问？
阅读P4 1、氢键是如何形成的？ 有关氢键 2、形成氢键的条件是什么？ 的内容， 为什么H2O、HF、 3、氢键对分子晶体的物理 解决下列 性质有什么影响？稳定性？ NH3的沸点会出现 问题： 4、物质为气态时，分子间是 反常现象？ 否有氢键？
2013-5-17
2013-5-17 QXZZ 25
顶点：？1/8
位于顶点上的离子为8个小立方体所 共有，每个立方体拥有其1/8
2013-5-17 QXZZ 26
？ 棱边： 1/4
位于棱心上的离子为4个小立方体所 共有，每个立方体拥有其1/4
2013-5-17 QXZZ 27
面上：？1/2
位于面心上的离子为2个小立方体所 共有，每个立方体拥有其1/2
2013-5-17 QXZZ 37
思考（1）与化学键相比，分子间作用力如何？
比较 范德瓦耳斯力 化 学 键
存在于何种 微粒之间 相互作用 的强弱
分子与分子 间的作用力
弱（几到几十 kJ/mol）
相邻原子间 的相互作用
强（ 120～ 800 kJ/mol）
HCl分子中，H－Cl 键能为：431kJ/mol , HCl分子间的作用力为：21kJ/mol 。 特点：①与化学键相比，分子间作用力是一种 比较弱的作用。
A.晶体可溶于水
B.具有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
2013-5-17 QXZZ 13
一 、晶体
1、晶体的定义 内部粒子（如：分子、原子、离子等） 有规则成周期性排列的固体叫晶体 2、晶体的特征： （1）具有固定的熔点； （2）具有规则的几何外形。 3、晶体的分类： 根据构成晶体的粒子种类及粒子之间相互 作用不同，分为离子晶体、分子晶体、原 子晶体、金属晶体等。
数一数：金刚石晶体中，一个碳原子与 4 个碳原 2 子成键，则每个碳原子实际形成的化学键为___ 6 个；由____个C原子组成一个最小环。
2013-5-17
QXZZ
52
②.晶体硅（与金刚石相似）
③ 二 氧 化 硅
a、每个Si结合多 少个O？每个O 跟多少个Si结合？ b、多少个Si原子 和O原子形成一 个最小环？ c、每个最小环 上平均有多少个 Si多少个O？
2013-5-17 QXZZ 38
思考:(2) 分子晶体由固态变成液态或气态 时破坏的是化学键还是分子间的作用力？ 3、分子晶体熔、沸点的判断 破坏分子间作用力 ①分子晶体的熔(汽)化 分子间作用力的强弱 决定熔沸点的高低 阅读P3图 1-4、1-5、 ②、对于组成和结构相似物质，相对 如何判断分子间 1-6从中是 分子质量越大，分子间作用力越强， 作用力的强弱？ 否能找出 物质的熔、沸点越高。 规律？
–金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶 体锗(Ge)等
(2)某些非金属化合物：
–碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
(3)某些氧化物：
–二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
2013-5-17 QXZZ 50
①金刚石的晶体结构示意图
109º 28´
共价键
2013-5-17
QXZZ
51
2013-5-17 QXZZ
钠离子
氯离子
21
在一个Cs+的周围有8 个Cl在一个Cl-的周围有8 个Cs+
在一个Cs+的周围有多 少个Cl-？ 在一个Cl-的周围有多少 个Cs+？
2013-5-17
故在Cs Cl晶体中Cs+和Cl-个 QXZZ 数比为：1:1
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22
？
1.在离子晶体中是否存单个分子？ 2.NaCl、 CsCl、MgCl2这些式子 代表什么意思？
2013-5-17
QXZZ
1
2013-5-17
QXZZ
2
单 片 雪 花 晶 体
2013-5-17
QXZZ
3
2013-5-17
QXZZ
4
2013-5-17
QXZZ
5
第一单元 晶体的类型与性质
第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体
第一课时
2013-5-17
QXZZ
6
学习目标
1.理解离子晶体的概念 ； 2.了解离子晶体的物理性质； 3.判断离子晶体熔沸点的高低； 4.学会分析晶体的结构； 5.掌握晶胞中微粒的计算（均摊法）。
2013-5-17
QXZZ
16
练习3：
AB、CD、EF均为1:1型离子化合物，根据下列数 据判断它们的熔沸点由高到低的顺序为：D
物质
离子电荷数 键长(10-10m) A. CD>AB>EF C. AB>CD>EF
AB 1 2.31
CD 1 3.18
EF 2 2.10
B. AB>EF >CD D. EF>AB>CD
2013-5-17 QXZZ 44
6、分子晶体的种类
①所有的酸 ②非金属单质 ③非金属氢化物及大多数的非金属氧化物 ④大多数有机物 7、分子晶体的物理性质 ①熔、沸点较低，硬度较小 联系实际想一想： 这些分子晶体有哪些 ②固态和熔融状态下都不导电 共同的物理性质？ ③溶解性相差较大，根据相似相溶原理判断
O: 棱心： 12×1/4 =3 Ca: 体心：1 Ti: 顶点： 8×1/8 =1
Ti
O
Ca
2013-5-17
QXZZ
34
单 片 雪 花 晶 体 是 否 离 子 晶 体 ？
2013-5-17 QXZZ 36
二、分子晶体
1.定义：课本P5 (1)形成分子晶体的粒子：分子 分子间的作用力 (2)粒子间的作用力是： 2.分子间作用力 (1)定义：把分子聚集在一起的作用力叫 分子间作用力或范德华力。 (2)特点：
二氧化硅晶体结构示意图
Si O
109º 28´ 180º
共价键
2013-5-17 QXZZ 48
三、原子晶体
相邻原子间以共价键相结合而形成空 1、定义： 间网状结构的晶体，叫原子晶体。
2、微粒： 原子 3、相互作用： 共价键 4、原子晶体举例
2013-5-17
QXZZ
49
常见的原子晶体
(1)某些非金属单质：
QXZZ 53
2013-5-17
观察 思考
对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体 有何物理特性？
2013-5-17
QXZZ
54
5、原子晶体的特征：
①无单个分子存在； ②熔沸点很高，硬度很大，难以压缩； ③不导电 思考： 晶体 液态 气态，
QXZZ
40
4、氢键
① 形成条件：半径小、吸引电子能力强 的原子(N,O,F)和H核； ② 氢键特点： ★氢键也是一种静电作用力，强于分 子 间作用力而弱于化学键。 ★氢键使分子晶体的熔、沸点升高。 ③气态时不存在氢键。
2013-5-17 QXZZ 41
发挥你的 想象能力
如果水分子之间没有氢键， 地球上将会是什么面貌？？
2013-5-17 QXZZ 28
体心：？1
位于体心上的离子为1个小立方体所 有，每个立方体拥有1个离子
2013-5-17 QXZZ 29
小结：
顶点：1/8 棱边：1/4 面上：1/2
体心：1
2013-5-17 QXZZ 30
7.晶胞中微粒的计算方法
①分析晶胞中各粒子的位置； 均摊法： ②每个位置上粒子的个数× 各离子给晶胞的贡献比例。 处于顶点的贡献1/8， 处于棱边的贡献1/4 , 处于面心的贡献1/2， 处于心的贡献1。
2013-5-17 QXZZ 31
例如： 一个晶胞里平均拥有 多少个Cl-和Na+？
Na+的数目为：(12× 1/4 ) +1= 4
Cl-的数目为：(8× 1/8)+(6× 1/2)=4
2013-5-17 QXZZ 32
练习5：(1)看图写化学式
A2BC2
2013-5-17 QXZZ 33
（2）下图为高温超导领域中的一种化合物：钙钛矿 (氧化物)晶体结构中具有代表性的最小重复 3:1:1 单元：该晶体中氧钙钛的微粒个数比为_______ CaTiO 该晶体的化学式为_______3