固体结构PPT课件
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八面体空隙： 一层的三个球 与错位排列的 另一层三个球 间的空隙。
.
10.1.4 晶体类型
晶体的分类
组成 粒子
粒子间 作用力
物理性质
熔沸点
硬度
熔融导 电性
例
金属晶体
原子 离子
金属键 高低
大小
好
Cr, K
原子晶体 原子 共价键 高
大
差 SiO 2
离子晶体 离子 离子键 高
大
好 NaCl
分子晶体
分子
分子间 力
边 长 a=b=c a=b=c a = b≠ c a = b≠ c a≠ b≠ c a≠ b≠ c a≠ b≠ c
夹 角
α=β=γ= 900 α=β=γ≠ 900 α=β=γ= 900 α=β=900, γ=1200 α=β=γ= 900 α=β=900, γ≠900 α≠ β≠ γ≠ 900
晶 体 实 例
第三层与 第一层有错位， 以 ABCABC… 配方位式数排：列1。2 空间占有率:
74.05%
.
3.体心立方堆积：(Body-Centred Cubic Packing) bcc 配位数：8
空间占有率： 68.02%
.
密堆积层间的两类空隙
四面体空隙： 一层的三个球 与上或下层密 堆积的球间的 空隙。
第十章 固体结构
§10.1 §10.2 §10.3 §10.4 §10.5
晶体结构和类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 层状晶体
本章重点：
1、晶胞参数 a，b，c，α，β，γ；
2、晶胞、球的密堆积； 3、晶体类型（金属晶体、原子晶体、离子晶体、
分子晶体） 4、三种典型的离子晶体（NaCl、CsCl、ZnS） 5、离子的极化率(α) 、离子的极化力(f ) 6、分子间作用力（色散力、诱导力、取向力）
低
小
差 干冰
.
§10.2 金属晶体
10.2.1 金属晶体的结构 10.2.2 金属键理论 10.2.3 金属合金
10.2.1 金属晶体的结构
金属晶体是金属原子或离子彼此靠金 属键结合而成的。金属键没有方向性，金 属晶体内原子以配位数高为特征。 金属晶体的结构：等径球的密堆积。
.
§10.3 离子晶体
由晶胞参数a，b，c，
α，β，γ表示， a，b，c 为六面体边长， α，β，
γ 分别是bc ， ca , ab 所 组成的夹角。
.
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 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
△ rHm78k6Jmo-1l U 78k6.Jmo-1l
1、Born-Haber循环
K(s) +
1 2
Br
2
(l)
气化热 △ rHm,3
升
1
华 焓
△
rHm,1 1
2
2
键能
Br2 (g)
△ rHm,4
△fHm
K(g)
Br (g)
△ rHm,5
电子亲和能
△ rHm,2
电离能
KBr(s)
U △ rHm,6
.
§10.1 晶体结构和类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论 10.1.2 晶体缺陷 非晶体 10.1.3 球的密堆积 10.1.4 晶体类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论
晶胞：晶体的最小重复单元，通过晶胞 在空间平移无隙地堆砌而成晶体。 晶胞的两个要素： 1. 晶胞的大小与形状：
Br (g) +
K + (g)
.
△fHm= △ rHm,1 + △ rHm,2 +△ rHm,3 +△ rHm,4 +△ rHm,5 + △ rHm,6
△ rHm,1=89.2kJ·mol-1 △ rHm,2=418.8kJ·mol-1 △ rHm,3=15.5kJ·mol-1 △ rHm,4 =96.5kJ·mol-1 △ rHm,5=-324.7kJ·mol-1 △fHm =295.3kJ·mol-1
10.3.1 离子晶体的特征结构 10.3.2 晶格能 10.3.3 离子极化
10.3.1 离子晶体的特征结构
离子晶体：密堆积空隙的填充。 阴离子：大球，密堆积，形成空隙。 阳离子：小球，填充空隙。 规则：阴阳离子相互接触稳定；
配位数大，稳定。
.
1、三种典型的离子晶体 NaCl型 晶格：面心立方 配位比：6:6 晶胞中离子的个数：
(红球－Na+ ,
绿球－CBaidu Nhomakorabea-)
Na： 12114个 Cl： 81614个
4
82
.
CsCl型
晶格： 简单立方 配位比： 8:8 (红球－Cs+ , 绿球－Cl-)
Cs：1个
晶胞中离子的个数： Cl-：811个 8
.
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
.
28
半径比(r+/r-)规则： 其中一层横截面： (4r)22(2r2r)2
令r 1
r/r 0.414
NaCl晶体
.
r/r 0.414理想的稳定结构(NaCl)
r / r 0.225 → 0.414 0.414 → 0.732 0.732 → 1.00
半径比规则
配位数 4 6 8
.
构型 ZnS 型 NaCl 型 CsCl 型
10.3.2 晶格能
定义：在标准状态下，按下列化学反
应计量式使离子晶体变为气体正离子和气
态负离子时所吸收的能量称为晶格能，用
U 表示。 MaXb(s)
例如：NaCl(s)
aMb+(g) + bXa-(g) △rHm Na+ (g) + Cl- (g)
Packing)； 体心立方堆积(Body-Centred Cubic Packing)。
.
10.1.3 球的密堆积
1、六方密堆积：(Hexgonal Close Packing) hcp 第三层与第一层对齐，产生ABAB…方 式。 配位数：12 空间占有率： 74.05%
.
2、面心立方密堆积：(Face-Centred Cubic Close Packing) fcc
NaCl Al2O3 SnO2 AgI HgCl2 KClO3 CuSO4· 5H2O
按带心型式分类，将七大晶系分为14种
型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心
立方和面心立方三种.型式。
.
金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种： 六方密堆积(Hexgonal Close Packing)； 面心立方密堆积(Face-Centred Cubic Close
上述数据代入上式求得：
.
10.1.4 晶体类型
晶体的分类
组成 粒子
粒子间 作用力
物理性质
熔沸点
硬度
熔融导 电性
例
金属晶体
原子 离子
金属键 高低
大小
好
Cr, K
原子晶体 原子 共价键 高
大
差 SiO 2
离子晶体 离子 离子键 高
大
好 NaCl
分子晶体
分子
分子间 力
边 长 a=b=c a=b=c a = b≠ c a = b≠ c a≠ b≠ c a≠ b≠ c a≠ b≠ c
夹 角
α=β=γ= 900 α=β=γ≠ 900 α=β=γ= 900 α=β=900, γ=1200 α=β=γ= 900 α=β=900, γ≠900 α≠ β≠ γ≠ 900
晶 体 实 例
第三层与 第一层有错位， 以 ABCABC… 配方位式数排：列1。2 空间占有率:
74.05%
.
3.体心立方堆积：(Body-Centred Cubic Packing) bcc 配位数：8
空间占有率： 68.02%
.
密堆积层间的两类空隙
四面体空隙： 一层的三个球 与上或下层密 堆积的球间的 空隙。
第十章 固体结构
§10.1 §10.2 §10.3 §10.4 §10.5
晶体结构和类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 层状晶体
本章重点：
1、晶胞参数 a，b，c，α，β，γ；
2、晶胞、球的密堆积； 3、晶体类型（金属晶体、原子晶体、离子晶体、
分子晶体） 4、三种典型的离子晶体（NaCl、CsCl、ZnS） 5、离子的极化率(α) 、离子的极化力(f ) 6、分子间作用力（色散力、诱导力、取向力）
低
小
差 干冰
.
§10.2 金属晶体
10.2.1 金属晶体的结构 10.2.2 金属键理论 10.2.3 金属合金
10.2.1 金属晶体的结构
金属晶体是金属原子或离子彼此靠金 属键结合而成的。金属键没有方向性，金 属晶体内原子以配位数高为特征。 金属晶体的结构：等径球的密堆积。
.
§10.3 离子晶体
由晶胞参数a，b，c，
α，β，γ表示， a，b，c 为六面体边长， α，β，
γ 分别是bc ， ca , ab 所 组成的夹角。
.
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 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
△ rHm78k6Jmo-1l U 78k6.Jmo-1l
1、Born-Haber循环
K(s) +
1 2
Br
2
(l)
气化热 △ rHm,3
升
1
华 焓
△
rHm,1 1
2
2
键能
Br2 (g)
△ rHm,4
△fHm
K(g)
Br (g)
△ rHm,5
电子亲和能
△ rHm,2
电离能
KBr(s)
U △ rHm,6
.
§10.1 晶体结构和类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论 10.1.2 晶体缺陷 非晶体 10.1.3 球的密堆积 10.1.4 晶体类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论
晶胞：晶体的最小重复单元，通过晶胞 在空间平移无隙地堆砌而成晶体。 晶胞的两个要素： 1. 晶胞的大小与形状：
Br (g) +
K + (g)
.
△fHm= △ rHm,1 + △ rHm,2 +△ rHm,3 +△ rHm,4 +△ rHm,5 + △ rHm,6
△ rHm,1=89.2kJ·mol-1 △ rHm,2=418.8kJ·mol-1 △ rHm,3=15.5kJ·mol-1 △ rHm,4 =96.5kJ·mol-1 △ rHm,5=-324.7kJ·mol-1 △fHm =295.3kJ·mol-1
10.3.1 离子晶体的特征结构 10.3.2 晶格能 10.3.3 离子极化
10.3.1 离子晶体的特征结构
离子晶体：密堆积空隙的填充。 阴离子：大球，密堆积，形成空隙。 阳离子：小球，填充空隙。 规则：阴阳离子相互接触稳定；
配位数大，稳定。
.
1、三种典型的离子晶体 NaCl型 晶格：面心立方 配位比：6:6 晶胞中离子的个数：
(红球－Na+ ,
绿球－CBaidu Nhomakorabea-)
Na： 12114个 Cl： 81614个
4
82
.
CsCl型
晶格： 简单立方 配位比： 8:8 (红球－Cs+ , 绿球－Cl-)
Cs：1个
晶胞中离子的个数： Cl-：811个 8
.
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
.
28
半径比(r+/r-)规则： 其中一层横截面： (4r)22(2r2r)2
令r 1
r/r 0.414
NaCl晶体
.
r/r 0.414理想的稳定结构(NaCl)
r / r 0.225 → 0.414 0.414 → 0.732 0.732 → 1.00
半径比规则
配位数 4 6 8
.
构型 ZnS 型 NaCl 型 CsCl 型
10.3.2 晶格能
定义：在标准状态下，按下列化学反
应计量式使离子晶体变为气体正离子和气
态负离子时所吸收的能量称为晶格能，用
U 表示。 MaXb(s)
例如：NaCl(s)
aMb+(g) + bXa-(g) △rHm Na+ (g) + Cl- (g)
Packing)； 体心立方堆积(Body-Centred Cubic Packing)。
.
10.1.3 球的密堆积
1、六方密堆积：(Hexgonal Close Packing) hcp 第三层与第一层对齐，产生ABAB…方 式。 配位数：12 空间占有率： 74.05%
.
2、面心立方密堆积：(Face-Centred Cubic Close Packing) fcc
NaCl Al2O3 SnO2 AgI HgCl2 KClO3 CuSO4· 5H2O
按带心型式分类，将七大晶系分为14种
型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心
立方和面心立方三种.型式。
.
金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种： 六方密堆积(Hexgonal Close Packing)； 面心立方密堆积(Face-Centred Cubic Close
上述数据代入上式求得：