第三十八单元 晶体结构与性质
晶体的结构与性质
晶体的结构与性质晶体是由原子、分子或离子有序排列组成的固体物质。
它们具有高度的周期性和对称性，这导致了晶体与其他非晶体固体在性质上的差异。
晶体的结构决定了它们的物理和化学性质。
本文将探讨晶体的结构与性质之间的关系，并介绍一些常见的晶体结构。
一、晶体的结构晶体的结构是指晶体中原子、分子或离子的排列方式。
晶体的结构可以通过X射线衍射等实验方法进行研究和确定。
根据晶体结构的不同，可以将晶体分为正交晶系、立方晶系、六方晶系、四方晶系、三斜晶系和三角晶系等几个主要类别。
在晶体的结构中，原子、分子或离子按照一定的规则排列，形成周期性的空间网络。
这个空间网络由晶格点和晶胞构成。
晶格点是晶体结构中最小的重复单元，晶胞则是由一个或多个晶格点组成的空间区域。
不同的晶体结构具有不同的特点。
例如，立方晶系的晶体结构具有最高的对称性，晶格点位于立方体的顶点、中心和边心位置等规则位置。
而六方晶系的晶体结构则具有六角形晶胞和六方柱的对称性。
二、晶体的性质晶体在许多性质上与非晶体有明显的区别。
晶体的周期性结构导致了许多特殊的物理和化学性质。
1. 光学性质：由于晶体结构的周期性，晶体对光的传播和吸收具有特殊的规律性。
晶体可以表现出各种各样的光学效应，如散射、折射、吸收和双折射等。
这些光学性质常常用于晶体的识别和应用。
2. 热性质：晶体的热导性和热膨胀性与其结构有密切关系。
晶体的周期性结构使得热能在其中传导时受到阻碍，导致晶体具有较低的热导率。
此外，晶体的热膨胀性也因结构的周期性而呈现出特殊的规律性。
3. 电学性质：晶体中的离子或电子在结构的作用下呈现出特定的电学性质。
晶体可以表现出正电介质、负电介质、半导体和导体等不同的电导特性。
这些性质与晶体中离子或电子的移动、相互作用以及能带结构等因素密切相关。
4. 力学性质：晶体的结构对其力学性质也有显著的影响。
晶体的硬度、断裂韧性、弹性模量等力学特性与晶体结构的紧密程度、原子排列的方式等因素有关。
晶体结构与性质知识点
第三章晶体构造与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体① 晶体：是内部微粒〔原子、离子或分子〕在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
② 非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征〔1〕晶体的根本性质晶体的根本性质是由晶体的周期性构造决定的。
① 自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发〞过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
② 均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各局部都是一样的。
③ 各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④ 对称性：晶体的外形与内部构造都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种一样的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的表达。
⑤ 最小内能：在一样的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比拟，其内能最小。
⑥ 稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦ 有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧ 能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体构造的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体构造的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
〔2〕晶体SiO2与非晶体SiO2的区别① 晶体SiO2有规那么的几何外形，而非晶体SiO2无规那么的几何外形。
② 晶体SiO2的外形与内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③ 晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④ 晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
晶体结构与性质知识总结
晶体结构与性质知识总结晶体是由原子、离子或分子组成的固体，它们按照一定的规则排列而形成的，在空间上具有周期性的结构。
晶体的结构与性质密切相关，下面对晶体的结构和性质进行总结。
一、晶体的结构：1.晶体的基本单位：晶体的基本单位是晶胞，它是晶格的最小重复单位。
晶胞可以是点状（原子）、离子状（离子）或分子状（分子）。
2.晶格：晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构，它由晶胞重复堆积而成。
晶格可以通过指标来描述，如立方晶系的简单立方晶格用（100）、（010）和（001）来表示。
3.晶系：晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。
4.点阵：点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。
常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。
5.晶体的常见缺陷：晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等；线缺陷包括晶体的位错和附加平面等；面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。
二、晶体的性质：1.晶体的光学性质：晶体对光有吸收、透射和反射等作用，这取决于晶格结构和晶胞的对称性。
晶体在光学显微镜下观察时，有明亮的晶体颗粒。
2.晶体的热学性质：晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。
晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关，不同晶体的热传导性能差异很大。
3.晶体的电学性质：晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。
一些晶体可以具有金属导电性，例如铜、银和金等；而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。
4.晶体的力学性质：晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。
晶体在受力作用下可能发生形变，这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。
5.晶体的化学性质：晶体的化学性质取决于晶体的成分和结构。
晶体可能与其他物质发生化学反应，形成新的物质。
晶体的化学性质对其功能和应用具有重要影响。
综上所述，晶体的结构与性质密切相关。
《晶体结构与性质》课件
总结词
密排六方结构是一种晶体结构，其特点是原子或分子的排列具有高度的六方对称性，且每个原子或分子的周围都有相同数量的最近邻。
详细描述
密排六方结构是一种晶体结构，其原子或分子在晶格中以密排六方的形式排列。这种结构的六方对称性使得原子或分子的排列非常紧密。由于每个原子或分子周围都有相同数量的最近邻，这种结构也具有高度的稳定性。密排六方结构在金属材料中较为常见，如镁、锌、镉等。
总结词
金属材料在晶体结构与性质方面具有广泛的应用，其性能受到晶体结构的影响。
详细描述
金属材料的物理和化学性质，如导电性、导热性、耐腐蚀性等，都与其晶体结构密切相关。通过了解金属材料的晶体结构，可以预测其在不同环境下的性能表现，从而优化材料的选择和应用。
陶瓷材料的晶体结构对其硬度、耐磨性和耐高温性能具有重要影响。
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。
总结词
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。范德华力是一种较弱的作用力，因此分子晶体通常具有较低的熔点和硬度。常见的分子晶体有冰、干冰等。分子晶体在材料科学和工程中也有一定的应用，如某些塑料和橡胶材料。
详细描述
晶体结构与材料性能的应用
总结词
硬度是衡量晶体抵抗被划痕或刻入的能力的物理量。硬度通常与晶体中原子的排列方式和相互间的作用力有关。例如，金刚石是自然界中硬度最高的物质，这归功于其独特的碳原子排列方式。
详细描述
VS
晶体的光学性质主要取决于其内部结构和对称性。
详细描述
当光照射到晶体上时，会发生折射、反射、双折射等光学现象。这些现象的产生与晶体内原子或分子的振动和排列方式有关。例如，某些晶体具有特殊的颜色，这是由于它们对不同波长的光有不同的折射率。
晶体的结构和物理化学性质
晶体的结构和物理化学性质晶体是一种具有规则的、周期性的空间排列方式的固态物质，其结构和物理化学性质具有一定的特殊性。
一、晶体的结构晶体的结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构的研究对于了解晶体的性质和应用具有重要意义。
1. 基本概念晶体结构的基本单位是晶胞，晶胞是一个空间点阵，由若干个格点组成。
晶体中的原子、离子或分子占据着这些格点，并以一定的方式连接在一起。
2. 晶体的对称性晶体的结构具有各种各样的对称性，包括旋转对称性、镜面对称性、轴对称性等。
晶体对称性的存在决定了晶体的物理性质和外观特征。
3. 晶体的晶系和晶格根据晶体结构的不同，晶体可以分为七个晶系：立方晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系。
每个晶系下又有不同的晶格类型，如简单立方晶格、面心立方晶格、体心立方晶格等。
二、晶体的物理化学性质晶体的结构决定了它们的物理性质和化学性质，下面我们将重点介绍晶体的几个重要性质。
1. 硬度晶体的结构紧密有序，其中的化学键比较稳定，因此晶体通常具有较高的硬度。
不同晶体的硬度不同，可以通过硬度测试来定量评估晶体的硬度。
2. 双折射部分晶体具有双折射现象，也就是将入射光线分为两束线偏振光。
这种现象是由于晶体结构中的非中心对称性所导致的。
3. 光学性质晶体对于光的吸收、透射和折射等具有一定的选择性。
某些晶体具有特殊的光学性质，如偏光现象、发光现象等。
4. 热稳定性晶体的结构相对稳定，因此对于温度变化的适应能力较强。
晶体在高温下不易改变结构，具有较高的熔点和热稳定性。
5. 热导率和电导率部分晶体具有较高的热导率和电导率，这是因为晶体的结构中存在导电或热导路径，使得能量传导效率较高。
6. 化学反应晶体在一定条件下可以发生化学反应，这是因为晶体中的化学键具有一定的活性。
晶体的表面也可以参与化学反应，与周围环境发生相互作用。
综上所述，晶体的结构和物理化学性质密切相关，晶体的不同结构决定了其不同的性质。
《晶体结构和性质》课件
2 光学特性
晶体可以表现出不同的光学效应，如双折射 和干涉。
3 热学性质
晶体对温度变化的响应，包括热胀冷缩和热 导率。
4 电学特性
晶体具有不同的电导性、电介质性和压电体类型 离子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体
原子结构 正负离子排列 共用、局部或全局共轭键 阳离子和电子云共享 分子间的弱范德华力
键型 离子键 共价键 金属键 范德华键
晶体的力学性质和热学性质
1
力学性质
晶体的强度、脆性和弹性。
热学性质
2
晶体的热膨胀、热导率和热扩散。
3
电学性质
晶体的电导性和介电性。
金属晶体
由阳离子的原子核与电子云共享而成，具有良 好的导电性和延展性。例如：铁。
共价晶体
由共用、局部或全局共轭键连接而成，具有高 硬度和高熔点。例如：金刚石。
分子晶体
由分子间的弱范德华力相吸结合而成，具有低 熔点和溶解性。例如：葡萄糖。
常见晶体结构的特点和应用领域
钻石晶体结构
金属晶体结构
由纯碳形成的立方晶系结构，具有高硬度和透明度， 主要用于珠宝制作。
由金属元素形成的晶体结构，具有良好的导电性和 延展性，广泛应用于制造业。
离子晶体结构
由正负离子按比例排列形成的晶体结构，具有高熔 点和电导性，用于制造陶瓷和玻璃。
分子晶体结构
由分子间的弱范德华力结合而成的晶体结构，用于 食品和制药行业。
晶体的性质和物理特征
1 硬度
晶体的强度特征，取决于原子间键的强度和 排列方式。
《晶体结构和性质》PPT 课件
晶体结构和性质简介
晶体的定义和特点
• 晶体是由高度有序的原子、离子、或分子组成的固体。 • 具有规则的几何形状和平整的平面。 • 晶体呈现独特的物理与化学性质。 • 晶体结构中的最小重复单元称为晶胞。
《晶体的结构和性质》PPT课件
2
3
2a3 8 2r3
V球243 r3 (晶胞2个 中)球 有
V球V晶胞 10% 074.05%
A1型堆积方式的空间利用率计算
解： V晶胞
a3
32 2
r3
晶胞中含 4个球 :
V球
4
4 r3
3
空间利用率 V球 V晶胞 74 .05 %
2.体心立方密堆积（A2）
• A2不是最密堆积。每个球有八个最近的配体
==90°, =120°
c
c
ba
a b
单斜 Monoclinic
abc ==90°, 90°
三斜 Triclinic
abc ===90°
晶胞中质点个数的计算
精选ppt
21
晶体结构的表达及应用
• 一般晶体结构需给出： • 晶系； • 晶胞参数； • 晶胞中所包含的原子或分子数Z； • 特征原子的坐标。
配位多面体的极限半径比
配位多面体 比（r+/r-）min
平面三角形 0.155
配位数
3
半径
四面体
4
0.225
八面体
6
0.414
构性判断
半径比（r+/r-） 0.225-0.414
四面体配位 0.414-0.732
八面体配位 >0.732
推测构型
影响晶体结构的其它因素
• M-X间的共价键，方向性； • 有的过渡金属形成M-M键，使配位多面
• 根据形成晶体的化合物的种类不同可以 将晶体分为：离子晶体、分子晶体、原 子晶体和金属晶体。
1. 离子晶体
• 离子键无方向性和饱和性，在离子晶体中 正、负离子尽可能地与异号离子接触，采 用最密堆积。
晶体的结构与性质
高二化学——晶体结构与性质一.晶体常识1.晶体与非晶体比较（1）概念：晶体：由原子、分子、离子等微粒在三维空间按一定的规律呈周期性有序排列而形成的固体。
非晶体：内部粒子在三维空间排列呈相对无序状态而形成的固体。
（2）晶体和非晶体在性质上的差异相关解释（1）自范性：晶体能自发的实现多面体外形的性质。
①实现自范性的条件：晶体生长的速率适当。
②晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表现。
（2）做x射线衍射实验、出现峰值，而非晶体没有。
这是二者最可靠的区别手段。
2.获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3.晶胞（1）概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
（2）晶胞特点：①晶胞一般都是平行六面体。
②整块晶体由晶胞“无隙并置”而成③同种晶体晶胞中原子种类完全相同晶体结构的堆积方式：原理：组成晶体的原子、离子或分子在无其他因素（如共价键的方向性）影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。
这是因为分别借助没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分子分布与周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
类型：①等径圆球密堆积：同种分子或原子，大小相同。
适用于分子晶体、金属晶体。
②非等径圆球密堆积：阴、阳离子，大小不同。
适用于离子晶体。
③原子晶体不遵循密堆积。
5.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法。
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下：【注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
若晶胞是六棱柱，则顶点上粒子占1/6，侧棱上粒子占1/3，上下面上棱占1/4。
6.晶胞密度公式M（摩尔质量）=【晶体配位数：配位数反映了晶体空间构型的紧密程度，配位数越大，排列程度越紧密。
化学选修3晶体结构与性质知识点
化学选修3晶体结构与性质知识点晶体的特点为有规则的几何构型、有固定的熔点、各向异性。
晶胞是晶体结构的基本单位，有晶胞可确定化学式。
下面是店铺为你整理的化学选修3晶体结构与性质知识点，一起来看看吧。
晶体结构与性质知识点一、晶体固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。
晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
二、晶体结构1.几种晶体的结构、性质比较2.几种典型的晶体结构：(1)NaCl晶体(如图1)：每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，离子个数比为1：1。
(2)CsCl晶体(如图2)：每个Cl-周围有8个Cs+，每个Cs+周围有8个Cl-;距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个，距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个，Cs+和Cl-的离子个数比为1：1。
(3)金刚石(如图3)：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109o28'，最小的碳环上有六个碳原子。
(4)石墨(如图4、5)：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。
片层间存在范德华力，是混合型晶体。
熔点比金刚石高。
(5)干冰(如图6)：分子晶体，每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。
晶体结构与性质习题1.要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键，金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，由此判断下列说法正确的是( )A.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C.金属镁的硬度小于金属钙D.金属铝的硬度大于金属钠【答案】D【解析】试题分析：A.因为镁离子所带2个正电荷，而铝离子带3个正电荷，所以镁的金属键比铝弱，所以镁的熔点低于金属铝，故A错误;B.碱金属都属于金属晶体，从Li到Cs金属阳离子半径增大，对外层电子束缚能力减弱，金属键减弱，所以熔沸点降低，故B错误;C.因为镁离子的半径比钙离子小，所以镁的金属键比钙强，则镁的硬度大于金属钙，故C错误;D.因为镁离子所带2个正电荷，而钠离子带1个正电荷，所以镁的金属键比钠强，则铝的硬度大于金属钠，故D正确;故选D。
奥赛讲座：晶体的结构和性质
4. 三方晶系(h)：有1个三重对称轴(a=b, α=β=90º,
γ=120º)
5. 正交晶系(o)：有3个互相垂直的二重对称轴或2个互
相垂直的对称面(α=β=γ=90º) 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
正当空间格子只有 7 种形状 14 种型式.
配位数： 12
C
A B 一套等同点， 点阵型式： 结构基元：1个球 立方面心
a 与r的关系：
设：晶胞中球半径为r， 晶胞参数为a
r
a r
a
4r
a
a
a
空间利用率：
r V球 % % .% V晶胞 a
A1堆积中, 球数 : 八面体空隙 : 四面体空隙 =1:1:2 Ｃ
⑶C心单斜(mC,mA,mI)
⑷简单正交(oP) ⑸C心正交(oC,oA,oB) ⑹体心正交(oI) ⑺面心正交(oF)
⒀体心立方(cI)
⒁面心立方(cF)
七、晶体结构的表达及应用 晶系；
晶胞参数；
晶胞中所包含的原子或分子数Z； 特征原子的坐标。
NaCl晶胞： 各离子的分数坐标为（可互换）
Cl(0, 0, 0) (1/2, 1/2, 0) (1/2, 0, 1/2) (0, 1/2, 1/2) 在顶点及面心上 Na+ (1/2,0,0) (0,1/2, 0) (0, 0, 1/2) (1/2,1/2,1/2) 在棱心及体心上
离子晶体 阴、阳 离子 离子键
构成 粒子 粒子间 的相互 作用力 硬度
作用力
共价键
较小
很大
有的很大， 有的很小
较大
晶体结构与性质 PPT
1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体
如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。
构成粒子：分子
碘晶体结构
构成晶体中粒子间的相互作用力：分子间作用力 (范德华力和氢键)
分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用 力,不破坏化学键,也有例外,如S8
注：分子内原子间以共价键结合，除稀有气体
因为 稀有气体分子为单原子分子，无共价键。
（5）绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖
(6)其他的:氯化铝,氯化铍
3.分子晶体的物理特性：
– 较低的熔点和沸点 – 较小的硬度 – 一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不
导电,部分溶于水后导电。 – 溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相
关——相似相溶。
➢原因：分子间作用力很弱
分子晶体熔沸点变化规律
(3)相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越大，熔、沸 点越高。如沸点：CO>N2。
课堂练
下列说法正确的是( B )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的
得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是 （B）
A.原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度 B.原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料 C.原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料 D.每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
三、金属晶体
金属键： 金属阳离子和自由电子之间的强 烈的相互作用叫做金属键（电子 气理论）
3、原子晶体的物理性质
– 熔点和沸点很高 – 硬度很大 – 一般不导电（硅和锗是半导体） – 且难溶于一些常见的溶剂
课堂练
1.下列晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是 （B）
《晶体结构与性质》 讲义
《晶体结构与性质》讲义一、晶体的定义与特征当物质内部的粒子（原子、分子或离子）在三维空间中呈现出周期性的有序排列时，我们就称这种物质为晶体。
晶体具有一些显著的特征。
首先，晶体具有规则的几何外形。
这是因为其内部粒子的有序排列决定了晶体在宏观上呈现出特定的形状。
其次，晶体具有固定的熔点。
当晶体受热时，温度升高到一定程度，晶体开始熔化，且在熔化过程中温度保持不变，直到完全熔化。
再者，晶体具有各向异性。
这意味着晶体在不同方向上的物理性质（如导电性、导热性、光学性质等）可能存在差异。
二、晶体结构的基本概念1、晶格为了描述晶体中粒子的排列规律，我们引入了晶格的概念。
晶格是由无数个相同的点在空间有规则地排列而成，这些点称为晶格点。
通过连接晶格点，可以得到晶格的框架。
2、晶胞晶胞是晶体结构中能够反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。
晶胞的形状和大小可以用三条棱边的长度 a、b、c 和它们之间的夹角α、β、γ来表示，这六个参数被称为晶胞参数。
3、原子坐标在晶胞中，原子的位置可以用原子坐标来表示。
通常以晶胞的某个顶点为原点，以晶胞的三条棱边为坐标轴，原子在晶胞中的位置可以用其在三个坐标轴上的分数坐标来确定。
三、常见的晶体结构类型1、离子晶体离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成。
典型的离子晶体如氯化钠（NaCl），钠离子和氯离子在空间交替排列。
离子晶体具有较高的熔点和沸点，硬度较大，在熔融状态或水溶液中能够导电。
2、原子晶体原子晶体中，原子之间通过共价键结合形成空间网状结构。
常见的原子晶体有金刚石和二氧化硅。
原子晶体具有很高的熔点和硬度，一般不导电。
3、分子晶体分子晶体中，分子之间通过分子间作用力（范德华力或氢键）结合。
例如干冰（固态二氧化碳）就是一种分子晶体。
分子晶体通常熔点和沸点较低，硬度较小。
4、金属晶体金属晶体由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成。
金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。
四、晶体的性质1、光学性质晶体对光的折射、反射和吸收等性质与其内部结构密切相关。
晶体结构与性质
Cu 8×(1/8) + 8×(1/4) = 3
Y1
1/8
Cu铜 Ba钡 Y钇 O氧
Ba 2
上一内刚石和石墨最小的环为
几元环？碳碳键的键角为多 少？
2019/10/7
白磷的键角为多少？Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少？
60°
(W/124) ×6 ×NA
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2019/10/7
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm， 计 算NaCl晶体的密度
458.5gmol1 NA (2acm)3
mol1
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2019/10/7
二.晶胞
• 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
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2019/10/7
立方晶体中晶胞对质点的占有率
晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该 晶胞
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2019/10/7
三、金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 典型代表 空间利用率 配位数
晶胞
简单立方
Po
52%
6
钾型( bcp )
K
68%
8
镁型(hcp)
Mg
74%
12
铜型(ccp)
Cu
74%
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12
2019/10/7
五.离子晶体
体心： 1
晶体结构与性质
2
6
3
化学式为 CuH 。
5． (1)硼化镁晶体在 39K 时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下 图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学 式为 ________。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则 多硼酸根离子符号为 ________。
R 为＋ 2 价， G 为
答案 ＋ 3 价
解析 R： 8× 18＋ 1＝ 2
G： 8× 14＋8× 14＋ 4×12＋ 2＝ 8
Q：
8×
1＋ 4
2＝
4
R、G、Q 的个数之比为 1∶ 4∶ 2，则其化学式为 RQ 2G4。 由于 R 为＋ 2 价， G 为－ 2 价，所以 Q 为＋ 3 价。
2．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中
A 、B 、 C 三种粒子数之比是 ( )
A ． 3∶ 9∶4
B． 1∶ 4∶ 2
C．2∶ 9∶ 4 答案 B
D． 3∶ 8∶ 4
解析 A 粒子数为 6× 112＝ 12；B 粒子数为 6× 14＋ 3×16＝ 2；C 粒子数为 1；故 A 、B、 C 粒子来自数之比为 1∶ 4∶ 2。
3．已知镧镍合金 LaNi n 的晶胞结构如下图，则 LaNi n 中 n＝________。
考纲要求 1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2.了解晶
体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
3.了解晶格能的概念，了
解晶格能对离子晶体性质的影响。 4.了解分子晶体结构与性质的关系。 5.了解原子晶体的特征，
能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
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(3)晶胞中粒子数目的计算方法— —均摊法 晶胞任意位置上的一个粒子如果是 被n个晶胞所共有，那么，每个晶 胞对这个粒子分得的份额就是 。
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②方法 a．长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
b．非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其
顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 。
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[答案] (1)4 (2)XY2或Y2X (3)
[解析] (1)从晶胞结构图中可直接看出，每个Y同时吸引4个X。
(2)在晶胞中，平均包含X：4× ＝ ，平均包含Y：1，所以在晶体中X和Y的个数之比为1∶2，
考点互动探究
3．[2016·黑龙江大庆四中期中]下列说法 正确的是( ) A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学 键的断裂 B．原子晶体的原子间只存在共价键，而 分子晶体的分子间只存在范德华力 C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对 固体进行X－射线衍射实验 D．非金属元素的原子间只形成共价键， 金属元素的原子和非金属元素的原子间只 形成离子键
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知识梳理 1．晶体与非晶体的区别
考点一 晶体常识
周期性有序
无序 无
有
固定
各向异性
不固定
各向同性 熔点
X－射线衍射
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2．获得晶体的三条途径 (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 3．晶胞 基本单元 。 (1)概念：描述晶体结构的_________ (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 任何间隙 ； ①无隙：相邻晶胞之间没有_________ 平行 排列、________ 取向 相同。 ②并置：所有晶胞________ ③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。
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4．晶格能 －1 kJ·mol (1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：__________。 (2)影响因素 大 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越__________ 。 ②离子的半径：离子的半径越__________ ，晶格能越大。 小 (3)与离子晶体性质的关系 稳定 ，且熔点越________ 高 ，硬度越________ 大 。 晶格能越大，形成的离子晶体越________
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规律小结 晶体具有规则的几何外形，具有各向异性和固定的熔点，用X－射线研究时，晶体内 部的微粒在空间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。
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题组二 晶胞中微粒个数的计算
1．一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇 分子，分子模型如图12－40－2所示，其中圆 圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学 式为( )
[答案] D [解析] 根据题意知，该结构就是其分 子结构，分子中含有的原子就是其化 学式中含有的原子，直接数出其中的 Ti原子和C原子个数即可，其分子式 为Ti14C13。
A．TiC B．Ti13C14 C．Ti4C7 D．Ti14C13
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2．如图12－40－3是甲、乙、丙三种晶体的晶胞， [答案] 2∶1 1∶1 4 4 则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的 [解析] 甲中N(x)∶N(y)＝1∶ 个数比是________， 丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d ＝2∶1；乙中N(a)∶N(b)＝1∶ 离子。
SJ
第三十八单元 PART 12
晶体结构与性质
考点互动探究│考例考法直击
考试说明
第三十八单元 晶体结构与性质
1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解晶格 能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4. 了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5.理 解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质，了解金属晶体常见的堆积 方式。6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。Βιβλιοθήκη 考点互动探究题组训练
题组一 晶体与非晶体的区别
1． [2016·成都模拟]区别晶体与非晶体的最科 学的方法是( ) A．观察自范性 B．观察各向异性 C．测定固定熔点 D．进行X－射线衍射实验
[答案] D [解析] 晶体与非晶体最本质的区别是 组成物质的粒子在微观空间是否有序 排列。
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[答案] C [解析] 分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力， 而不影响化学键，如碘单质熔化，故A错误； 原子晶体的原子间只存在共价键，某些分子晶 体的分子间存在范德华力和氢键，如冰等，故B 错误；构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期 性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X －射线衍射图谱反映出来，因此，区分晶体和 非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X－射 线衍射实验，故C正确；铵盐是非金属元素组成 的化合物，属于离子化合物，氯化铝是金属元 素与非金属元素组成的共价化合物，故D错误。
＝1∶1；丙中N(c)＝12× N(d)＝8× ＋6× ＝4。 ＋1＝4，
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3．某离子晶体的晶胞结构如图12－40－4所示，X( 于立方体的中心。试分析： )位于立方体的顶点，Y( )位
(1)晶体中每个Y同时吸引________个X。 (2)该晶体的化学式为________。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏伽德罗常数的值 为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为____________cm。
2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的 是( ) A．具有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体具有自范性，有固定的熔点，可以 使X光发生有规律的衍射 C．晶体研碎后即变为非晶体 D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
[答案] B [解析] 晶体有整齐规则的几何外形， 但是具有规则外形的不一定是晶体， 例如玻璃；晶体具有自范性，有固定 的熔点，可以使X光发生有规律的衍 射，B正确；晶体研碎后并没有改变 晶体的结构排列，故C错误；玻璃的 内部结构无法规则地出现晶胞排列， 故D错误。