认识晶体及堆积模型

方式Ⅰ“心对心”
1
C
第一种排列方式: “心对心”（将第三层球心对准第一层的球心）。
A
12
B
6
3
54
A
B
于是每两层形成一个周期，
A
即 AB AB 堆积方式，形成
A3型密堆积
前视图
方式Ⅱ“心对空”
2
C
第二种排列方式: “心对空”（是将第三层球心对 准第一层的2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层）。
3.晶体的分类
晶体类型 离子晶体 金属晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒
_阴__、__阳__离__子__ 金__属__阳__离__子_、
自__由__电__子__ 原__子__ _分_子__
微粒间的相互 作用
离__子__键__
实例 NaCl
_金__属__键__
铜
_共__价__键__ 分__子__间__作__用__力_
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，于是形成
ABC ABC 三层一个周期形
A
成—A1型密堆积
C
B
A 12
6
3
C
54
B
A
前视图
A3型密堆积
A1型密堆积
配位数 12
配位数 12
( 同层 6， 上下层各 3 ) ( 同层 6， 上下层各 3 )
配位数:在密堆积中，一个原子或离子周围所 邻接的原子或离子数目.
认 识 晶阳
信 一 中
体王 晓 楠
金属镓
明 矾
黄铁矿
萤石
绿色鱼眼石
金刚石
蓝铜矿 祖母绿
非
松香
晶
体
沥青
玻璃
构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?
非晶体：
内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。
(1)有规则几何外形或美观、对称外形的固体， 不一定是晶体。如玻璃制品既可以塑造出规则 的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。
2.晶体的特性
（1）自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封 闭的、规则的多面体外形。
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物 理性质。
导 电 性 差
导电性强
（3）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有 的对称性。
（4） 有固定的熔点而非晶态没有。
（5）能使X射线产生衍射的实验：宏观上能否产生X 光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要 方法。
金刚石 冰
【联想质疑】
•晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的 微粒按一定规律周期性地重复排列。 那么晶体中的微粒是如何排列的？ 如何认识晶体内部微粒排列的规律性？
二、晶体结构的堆积模型
组成晶体的原子、离子或分子在没有 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 是因为在金属晶体、离子晶体和分子晶体 的结构中，金属键、离子键和分子间相互 作用均没有方向性，因此都趋向于使原子 或分子吸引尽可能多的原子或分子分布于 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。
对第二层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。----密置双层
，
பைடு நூலகம்
12
6
3
54
12
6
3
54
AB
若 对准 2，4，6 位，其情形是一样的吗?
结论：密置双层只有一种 ， 即每个球 都与周围9个球相切
认真观察密织双层形成的空隙种类。
A B2 1
【再思】
如果将密置层C放在刚才堆成 的密置双层的上面，有几种最密 堆积方式？如何堆积？
（2）体心立方堆积（A2）：
例：金属钾 K 的体 心立方堆积
小结：
金属晶体堆积模型
非密置层
密置层
简单立方 体心立方
六方最密 面心立方最密
（二）离子晶体的密堆积结构
-----不等径圆球的密堆积
由于阴、阳离子的半径不相同，故离子晶 体可以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同 半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做 等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成 的空隙中。
A3型最密堆积（配位数为12）（例如镁）
A3型最密堆积又称为六方最密堆积
A1型最密堆积（配位数为12）（例如铜）
12
6
3
54
A1型最密堆积又称面心立方最密堆积
思考与交流： 有两层单层均为非密置层的小球，在三维 空间有几种堆叠方式？
？
非密置层
（1）.简单立方堆积：
非最紧密堆积， 空间利用率低
（一）金属晶体的密堆积结构
-----等径圆球的密堆积
• 由于金属键没有方向性，每个金属原子中 的电子分布基本是球对称的，所以可以把 金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维 空间堆积而成的。
【思考】
1. 将等径圆球在一列 上的最紧密排列有几种？ 如何排列？
结论：一列最紧密排列只有一种,即 所有的圆球都在一条直线上排列
NaCl： Cl－离 子先以A1型紧 密堆积，Na＋离 子再填充到空 隙中。
ZnS： S2－离子 先以A1型紧密 堆积，Zn2＋ 离 子再填充到空 隙中。
(三). 分子晶体的堆积方式－
服从紧密堆积方式
由于范德华力没有方向性和
饱和性，因此分子间尽可能采
取紧密排列方式，但分子的排
列方式与分子的形状有关。如：
【思考】
2.等径圆球在同一平面上的堆积方式有几种？ 最紧密堆积有几种排列？
在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几 个球相接触？
请你比较
最紧密堆积 密置层
非紧密堆积 非密置层
结论：二维平面上，只有一种最紧密堆 积方式，即每个球都与周围6个球相切。
【思考】
3、 取A、B两个密置层，将B层放 在A层的上面，有几种堆积方式？最 紧密的堆积方式是哪种？它有何特点？
CO2作为直线型分子的二氧化碳 在空间是以A1型密堆积方式形 成晶体的。 而冰中水分子的堆积受到
氢键 的影响,不服从密堆积。
（四）. 原子晶体堆积方式－
不服从紧密堆积方式
原因：共价键具有饱 和性和方向性，因此 就决定了一个原子周 围的其他原子的数目 不仅是有限的，而且 堆积方向是一定的， 所以不是密堆积。
(2)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某 些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体和非晶体的本质区别在于晶体中的 微观粒子在三维空间呈现周期性有序排列。
一、晶体的特性
1.晶体概念
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固体物质。