几种典型晶体结构的特点分析(精)
三种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向
三种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向1.引言1.1 概述晶体是具有长程有序排列的原子、离子或分子的固体物质。
晶体的结构是由最密排列的晶面和晶向构成的。
最密排晶面是指在晶体结构中，原子、离子或分子最紧密地靠近的面，而最密排晶向则指的是在晶体中最紧密地排列的方向。
本文将分析三种不同的晶体结构，探讨它们各自的最密排晶面和最密排晶向。
通过深入研究这些结构的排列方式，可以更好地理解晶体的性质和行为。
第一种晶体结构是立方晶系，也是最简单的晶体结构之一。
它的最密排晶面是(111)晶面，最密排晶向则是[110]晶向。
这些晶面和晶向在晶体中具有紧密的排列，使晶体的结构呈现出高度的对称性。
第二种晶体结构是六方晶系，它相对于立方晶系而言稍复杂一些。
在六方晶系中，最密排晶面是(0001)晶面，最密排晶向是[10-10]晶向。
与立方晶系不同，六方晶系具有六方对称性，呈现出更复杂的晶体结构。
第三种晶体结构是四方晶系，它也是一种常见的晶体结构。
在四方晶系中，最密排晶面是(100)晶面，最密排晶向是[110]晶向。
四方晶系的晶体结构与立方晶系相似，但具有更多的对称性和排列方式。
通过对这三种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向进行研究，我们可以更好地理解晶体的基本结构和性质。
这对于材料科学、凝聚态物理和相关领域的研究具有重要意义，同时也有助于开发新材料和改进现有材料的性能。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面的介绍：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了晶体结构和最密排晶面、最密排晶向的研究背景和重要性，并提出了本文研究的目的和意义。
正文部分分为三个小节，分别介绍了三种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向。
每个小节将首先介绍该种晶体结构的一般特点和常见应用，然后详细讨论最密排晶面和最密排晶向的确定方法和规律，并给出具体的实例和数据进行说明。
结论部分对于每种晶体结构的最密排晶面和最密排晶向进行总结和回顾，并指出各种晶体结构最密排晶面和最密排晶向的综合特点和应用前景。
晶体结构
熔点
m.p./oC
993 801 747 661 2852 2614 2430 1918
摩氏 硬度 3.2 2.5
>2.5 >2.5 6.5 4.5 3.5 3.3
一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、 硬度越大。晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶 解度、溶解热等性质。 注：离子晶体在水中的溶解度与溶解热不但与晶 体中离子克服晶格能进入水中吸收的能量有关，还与 进入水中的离子发生水化放出的能量（水化热）有关。 晶格需用实验方法或理论方法估算，获得晶格能 的方法很多，常见的方法有：
○ ○+ ○
-
○ ○- + ○
+
○ ○+ ○
○ ○○
●
● -
+
●
○
○+
○-
○
○+
○
○-
○
4、金属晶体：晶格上结点是金属的原子或正离子。
金 属 晶 体
一、金属键 . . . .. . 金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。 ○ . . ○. . . ○ . . .○ . . ○ . ○ + + .+ + + + ○ . . ○ . ○ . .○ ○ .○ . + + + + + + . . . . . . . . . 金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。金属晶 . . . . . . . . . . . . + . ○. ○ . ○ . .○ ○ .○ . + ○ 体是以金属键为基本作用力的晶体。 . . + . .+ . + . + + . ○ . . ○ .. ○ ○ .○ + + + + + . . . . . ... . . . .. . . . . . . . . . . . . 二、电子气理论 ○ . . .○. . . ○. .. . ○. .. . ○. . .○. + + + + .+ .+ ○ . ○ . ○ . . .○ ○ ○ + + + + + + . . . .. . . . . . . . . . 经典的金属键理论叫做“电子气理论”。它把 . . . . . . . . ○ ○ ○ ○ ○ ○ + + + + + ○ 金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的+ + .○ .○ . ○ ○ ○ + + + + + 受外力作用金属原子移位滑动不影响电子气对金属原子的维系作用 大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电 （电子气理论对金属延展性的解释） 子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海 洋”之中。 电子气理论定性地解释金属的性质：例如：金 属具有延展性和可塑性；金属有良好的导电性；金 属有良好的导热性；等等。电子气理论的缺点是定
盐型 晶型-概念解析以及定义
盐型晶型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分是对整篇文章进行一个简要介绍，主要概括了盐型和晶型的相关内容。
在这篇长文中，我们将讨论盐型晶体和晶型晶体的定义、特点以及它们在科学领域和实际应用中的重要性。
我们将深入探讨盐型晶体和晶型晶体的结构和特性，以及它们在材料科学、化学、生物学等领域的广泛应用。
此外，我们还将研究盐型晶体和晶型晶体之间的关系，包括它们的区别、相互转化以及应用比较。
最后，我们将总结盐型晶体和晶型晶体的重要性以及它们在未来的研究中的潜在前景。
通过对这些内容的深入研究，我们可以更好地理解盐型晶体和晶型晶体，并为未来的科学研究和技术应用提供重要的参考。
1.2文章结构2. 正文2.1 盐型2.1.1 定义和特点盐型是一种晶体结构类型，其特点是由离子网状结构构成。
在盐型晶体中，正离子和负离子以离子键的形式相互吸引，形成稳定的晶格结构。
正离子和负离子的比例通常是1:1，所以盐型晶体也被称为化合物型晶体。
2.1.2 盐型晶体结构盐型晶体由正离子和负离子以无序排列的方式组成。
正离子和负离子通过离子键相互连接，共享和交换电子，形成离子化合物的晶体结构。
在盐型晶体中，正负离子形成紧密堆积的晶格，其排列方式和距离取决于离子尺寸和电荷。
2.1.3 盐型晶体的应用盐型晶体在化学、材料科学和生命科学等领域具有广泛的应用。
由于盐型晶体具有稳定的结构和独特的性质，可以用于储能材料、光电器件、催化剂以及药物控释等方面。
盐型晶体还可以作为反应物、催化剂和电解质，在化学反应和电化学过程中具有重要作用。
2.2 晶型2.2.1 定义和特点晶型是指晶体的几何形状和结构特征。
不同的晶体材料具有不同的晶型，晶型决定了晶体的物理和化学性质。
晶体的晶型包括晶体的对称性、晶胞参数和晶体的晶面排布等方面。
2.2.2 晶型的分类晶型可以根据晶格结构和晶体对称性进行分类。
常见的晶型包括立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、菱面晶系和六方晶系等。
几种常见晶体结构分析
几种常见晶体结构分析晶体结构分析是研究晶体的空间结构和原子排列方式的科学方法。
通过晶体结构分析，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等重要的结构信息。
晶体结构分析方法主要包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射等。
一、X射线衍射：X射线衍射是最常用的晶体结构分析方法。
它利用X射线与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象，通过收集和测量衍射光的强度和角度等信息，可以推断晶体中原子的位置和排列方式。
1.单晶X射线衍射：单晶X射线衍射是一种通过测量单个晶体中的衍射光来推断晶体结构的方法。
这种方法需要得到高质量的单晶样品，并使用X射线源和衍射仪器对单晶样品进行测量，得到全息图样品的X射线衍射图案。
通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等结构信息。
2.粉末X射线衍射：粉末X射线衍射是一种通过测量晶体样品中的多个晶粒的衍射光来推断晶体结构的方法。
这种方法适用于非晶态样品或无法得到高质量单晶样品的情况。
在粉末X射线衍射中，晶体样品首先被粉碎成细粉末，然后通过X射线衍射仪器测量粉末的衍射光。
通过分析衍射光的谱线形状和位置，可以得到晶体的晶胞参数和结构信息。
二、电子衍射：电子衍射是一种利用电子束与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象来推断晶体结构的方法。
电子衍射通常借助透射电子显微镜（TEM）来观察和测量晶体样品的衍射图案。
通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等结构信息。
电子衍射由于电子波的波长较短，能够分辨比X射线衍射更小的晶体和结构细节。
三、中子衍射：中子衍射是一种利用中子束与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象来推断晶体结构的方法。
中子衍射和X射线衍射类似，但由于中子与晶体的相互作用较X射线更复杂，所得到的衍射图案在一定程度上可以提供更多的结构信息。
中子衍射通常借助中子源和衍射仪器进行测量，通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶胞参数、原子位置以及磁性和动力学等信息。
高中化学 几种常见晶体结构分析论文 新人教版选修3
几种常见晶体结构分析一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。
阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。
离子的配位数分析如下：离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14，面上的微粒属于该单元中所占的份额为12，中心位置上（嚷里边）的微粒才完全属于该单元，即所占的份额为1。
1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个C l －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。
每个N a +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。
见图1。
晶胞中平均Cl －个数：8×18 + 6×12 ＝ 4；晶胞中平均Na +个数：1 + 12×14＝ 4 因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl （4个Na +和4个Cl －）。
2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl －，每个Cl －周围有8个Cs +，与一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。
晶胞中平均Cs +个数：1；晶胞中平均Cl －个数：8×18＝ 1。
因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl （1个Cs +和1个Cl －）。
二、金刚石、二氧化硅——原子晶体1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。
每个C 原子以共价键与4个C 原子紧邻，因而整个晶体中无单个分子存在。
由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子，不在同一个平面上，每个C 原子被12个六元环共用，每C —C 键共6个环，因此六元环中的平均C 原子数为6×112 ＝ 12 ，平均C —C 键数为6×16 ＝ 1。
C 原子数: C —C 键键数 ＝ 1:2； C 原子数: 六元环数 ＝ 1:2。
金属晶体的常见结构
金属晶体的常见结构
金属晶体的常见结构有以下几种：
1. 面心立方（FCC）结构：在这种结构中，金属原子分别位于正方形面的角点和中心，以及正方形面的中心。
每个原子都与12个邻近原子相接触，形成一个紧密堆积的结构。
典型的例子是铜、铝和金。
2. 体心立方（BCC）结构：在这种结构中，金属原子分别位于正方体的角点和正方体的中心。
每个原子都与8个邻近原子相接触，形成一个比较紧密的结构。
铁和钨是常见的具有BCC结构的金属。
3. 密排六方（HCP）结构：在这种结构中，金属原子以一定的方式排列，形成六边形的密排层，其中每个层的原子位于前一层原子的空隙上。
这些层之间存在垂直堆叠，形成一个紧密堆积的结构。
典型的例子是钛和锆。
除了以上三种常见的金属晶体结构外，还有其他特殊的结构，如体心立方密堆积（BCC HCP）和面心立方密堆积（FCC HCP）等。
这些不同的结构对于金属的性质和行为有着重要的影响。
1。
2018-2019学年度高二化学《晶体的常识分子晶体与原子晶体》知识点总结典例解析
晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】要点一、晶体与非晶体1、概念：①晶体：质点(分子、离子、原子)在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。
晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。
非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
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。
5、晶体的特性：①有规则的几何外形；②有固定的熔沸点；③各向异性(强度、导热性、光学性质等)；说明：因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
《晶体结构分析》实验
实验一、晶体结构分析一一、实验目的掌握14种空间格子的几何特征与球体密堆积理论，了解配位多面体的配置。
二、实验仪器十四种空间点阵结构模型，球形模型三、实验内容1．了解14种空间格子的几何形态，分析空间格子类型；2．熟悉密堆积理论，注意观察球体堆积时，周围空隙的类型、位置与数量情况；3．了解几种配位多面体的配置情况。
四、实验方法1．观察14种空间格子模型表征14种空间格子，用晶格常数α、β、γ和a、b、c；并判断其所属晶系。
2．观察球体密堆积模型用球体模型进行面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积，分析球体周围空隙的类型、数目和位置分布。
观察分析面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积的单位晶胞，注意其四、八面体空隙分布，判断其数量。
3．观察配位多面体模型模型五、实验报告1．绘制14种空间格子的几何形态，并用注明晶格常数的形式表示出所有14种空间格子；2．分析三种常见的球体堆积情况，绘制出其单位晶胞，画出其（111）、（110）（100）晶面原子排布图[ 密排六方需画出（0001）晶面 ]；3．分析体心立方与面心立方单位晶胞中四、八面体空隙的位置分布与数量，并绘图；4．对不同配位多面体绘图，讨论其临界半径比。
（注：在预习报告中要将14种空间格子的几何图形画好）六、思考题面心立方结构中四面体空隙的数目有几个？他们都是如何分布的？八面体空隙有几个？如何分布？实验二、典型晶体结构分析一、实验目的掌握几种典型矿物的结构，了解晶胞的几何特征。
二、实验仪器晶体结构模型，球和短棒三、实验内容1．对照实际具体结构模型，熟悉金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石的晶体结构特征；2．观察层状和架状硅酸盐矿物的晶体结构模型的特点，注意观察高岭土、方石英的结构；3．标定萤石模型中所有质点的几何位置；4．组装一个晶体结构模型。
四、实验方法1．分析晶胞模型金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石均为一个单位晶胞，通过一个单位晶胞，分析晶胞所属空间格子类型及正负离子或原子所处的空间位置，对照模型，分析正负离子的配位数。
几种常见晶体结构分析
几种常见晶体结构分析河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131栾春武：中学高级教师，张家口市中级职称评委会委员。
河北省化学学会会员。
市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。
联系电话： E-mail ：一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。
阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。
离子的配位数分析如下：离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14，面上的微粒属于该单元中所占的份额为12，中心位置上（嚷里边）的微粒才完全属于该单元，即所占的份额为1。
1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个Cl －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。
每个Na +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。
见图1。
| 晶胞中平均Cl －个数：8×18 + 6×12 ＝ 4；晶胞中平均Na +个数：1 + 12×14 ＝ 4因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl （4个Na +和4个Cl －）。
2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl －，每个Cl －周围有8个Cs +，与一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。
晶胞中平均Cs +个数：1；晶胞中平均Cl －个数：8×18 ＝ 1。
因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl （1个Cs +和1个Cl －）。
二、金刚石、二氧化硅——原子晶体1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。
每个C 原子以共价键与4个C 原子紧邻，因而整个晶体中无单个分子存在。
由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子，不在同一个平面上，每个C 原子被12个六元环共用，每C —C 键共6个环，因此六元环中的平均C 原子数为6×112 ＝ 12 ，平均C —C 键数为6×16 ＝ 1。
【高中化学】四类典型晶体的比较及应用 2022-2023学年高二化学 人教版2019选择性必修2
化合物 熔点/℃
TiF4 377
TiCl4 －24.12
TiBr4 38.3
TiI4 155
[解析] (1)TiF4为离子化合物，熔点高，TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物，是分 子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点 逐渐升高，故熔点由高到低的顺序为TiF4>TiI4>TiBr4>TiCl4。
GaF3是离子晶体，GaCl3为分子晶体
二氧化硅共价原子晶体， 干冰属于分子晶体
原因是
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高， 汞、铯等金属的熔、沸点很低。
3.同种类型晶体的熔、沸点的比较
结构粒子：分子， 分子晶体:
分子间的作用：是氢键或范德华力） A.氢键：含N--H，O--H，F--H键的分子之间产生的一种静电作用。
[例3] (1)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4 熔点依次升高，原因是__________________________
TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，其组成和结构相似，随相对分子质量 的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高
1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断
(1)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。 (2)共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。 (3)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
(4)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
分析: (1)离子晶体与化学键的关系: ①离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键。注意,可以再细化:离子晶体中一定含有 离子键,可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键。 ②含有离子键的化合物一定是离子化合物。 ③离子晶体一定是由阴、阳离子构成的,但晶体中可以含有分子,如结晶水合物。 ④离子晶体中一定含有阳离子,但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体。
常见的晶体结构
晶胞分子数：Z=2；
晶胞中：2个八面体空隙 4个四面体空隙；
（2）质点坐标：
111 Ti : 000, 222
4
1 1 1 1 1 1 O : uuo, 1 u 1 u 0, u u , u u 2 2 2 2 2 2
1、金刚石结构
——立方晶系
（1）金刚石是面心立方格子
（2）碳原子位于立方体的8个
顶点，6个面心及立方体内4个
小立方体的中心。 （3）单位晶胞原子数：n＝8
（4）晶胞内各原子的空间坐标： 000， ½ ½ 0， ½ 0 ½ ， 0 ½ ½ ， ¼ ¼ ¾ ， ¼ ¾ ¼， ¾ ¼ ¼ ， ¾ ¾ ¾
体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离 子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差1/4 价”。
静电键强度
S=
正离子电荷数 Z ， 正离子配位数 n
Z Z Si i ni i i
则负离子电荷数
。
电价规则有两个用途： 其一，判断晶体是否稳定；
其二，判断共用一个顶点的多面体的数目。
离子半径、电中性、阴离子多面体之间的连接
1、NaCl型结构
（1）密堆积情况： Cl- 离子面心立方堆积； Na+离子填充八面体空隙；
——立方晶系
晶胞分子数：Z=4；
晶胞中：4个八面体空隙
8个四面体空隙；
Na+离子填充全部八面体空隙
（2）质点坐标：
11 1 1 11 Cl : 000 , 0, 0 ,0 22 2 2 22
连接（2个配位多面体共用一个顶点），或者和另外3个[MgO6]八面体
4晶体结构解析
简单立方堆积只存在一种空隙——立方体空隙（CN=8）。 如果所有立方体空隙都被小离子填满（填隙率为100%），大 小离子个数比就为1：1。这就是氯化铯结构类型的堆积—填隙 模型。如果填隙率为50%，阴阳离子的个数比就是2：1，例如 氟化钙晶体结构。
面心立方堆积存在两种不同的空隙——八面体空隙 （CN=6）和四面体空隙（CN=4）,堆积球与八面体 空隙、四面体空隙之比是1：1：2。填充率?
受外大力量作自用由金属电原子子形移位成滑可动与不气影响体电相子比气对拟金的属带原负子的电维的系“作电用 子气”，（电金子属气原理子论对则金“属浸延展泡性”的在解“释）电子气”的“海 洋”之中。
电子气理论定性地解释金属的性质：例如：金
属具有延展性和可塑性；金属有良好的导电性；金
属有良好的导热性；等等。电子气理论的缺点是定
○○+ ○○-+ ○ ○+ ○- ○+
2、原子晶体；晶格上的结点是原子。
○- ● ○+ ●○- ○+●
○ ○ ○ ○ 3、分子晶+体：晶格结点是极性+分子或非极性分子。
○+ ○- ○+ ○-
4、金属晶体：晶格上结点是金属的原子或正离子。
金属晶体
○○○○++++...金体金............○.○○○属是属++++...键以键金一二经..........○.○○○..属是 金 形典、、++++......一 属 象晶的.金 电........○○○○.++++种 键 地体金子属. ....遍 为 描中属气键..○○○○..++++.原.布基绘键理.........整本成子理论○○○○+.+++.. 个作从之论间晶用金叫的体力属做的的原化“○○.++离晶子学电.○○.++..作域体上子.○○.++...用化。“气....○○...++...力学 脱理.○○.++.....叫键 落论..○○...+.+.....○○做.。 ””++......○.○.金 下。金....++..○○属 来它属++....○○...+晶 的把键+. .○○...++。....○○++.
晶体的类型与性质知识总结
晶体的类型与性质知识规律总结晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义离子间通过离子键相结合而成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体金属阳离子和自由电子之间的较强作用形成的单质晶体构成粒子阴、阳离子分子原子金属离子、自由电子粒子间作用力离子间肯定有离子键，可能有原子间的共价键分子间：分子间作用力。
可能有分子内共价键（稀有气体例外）共价键金属离子和自由电子之间较强的相互作用代表物NaCl，NaOH，MgSO4干冰，I2，P4，H2O 金刚石，SiC，晶体硅，SiO2镁、铁、金、钠熔、沸点熔点、沸点较高熔点、沸点低熔点、沸点高熔点、沸点差异较大（金属晶体熔沸点一般较高，少部分低）导热性不良不良不良良好导电性固态不导电，熔化或溶于水导电固态和液态不导电，溶于水可能导电不导电。
有的能导电，如晶体硅，但金刚石不导电。
晶体、熔化时都导电硬度硬度较大硬度很小硬度很大硬度差异较大溶解性多数易溶于水等极性溶剂相似相溶难溶解难溶于水（钠、钙等与水反应）决定熔点、沸点高主要因素离子键强弱分子间作用力大小共价键强弱金属键强弱二、几种典型的晶体结构①、NaCl晶体1)在NaCl晶体的每个晶胞中，Na+占据的位置有 2 种。
顶点8个，面心6个2)Cl-占据的位置有 2 种。
棱上12个，体心1个3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有 12个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有 12 个。
4)在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着6个Cl-，每个Cl-同时也吸引着 6个Na+，向空间延伸，形成NaCl晶体。
5)每个晶胞平均占有 4 个Na+和 4 个Cl-。
1molNaCl能构成这样的晶胞个。
6) Na+与其等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为_____正八面体_________②、CsCl晶体1)每个Cs+同时吸引着8 个Cl-，每个Cl-同时吸引着8 个Cs+；2)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它等距离且最近的Cs+有6个，每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有 6 个；3)一个CsCl晶胞有 1 个Cs+和 1 个Cl-组成；4)在CsCl晶体中，Cs+与Cl-的个数比为1：1 。
12典型的无机化合物晶体结构解析
1、闪锌矿（立方 ZnS）β-ZnS
?立方ZnS 立方晶系（β－ZnS）闪锌矿
?a＝0.540nm，晶胞分子数＝4 ?可看作：Zn和S各对应一套面心立方格
子沿体对角方向相互穿叉，位移a/4
2018/10/5
杨为中 材料物理化学
的四面体空隙， Ca处于小立方体中心； ?⑤一个晶胞中有 4CaF2分子，立方体之间共棱相
连；
? ⑥晶胞中心存在巨大的空隙，这种结构有利于离 子的迁移。
?属于这类结构的化合物有： BaF 2、PbF 2、SrF 2、 ZrF2、UO2、CeO2、 ThO 2等。
?应用：由于萤石型结构的 化合物中存在较大的空隙， 质点易于移动，所以萤石
?1、Na离子，Cl离子顶点位置 图1 ?2、NaCl晶体结构的晶胞 图2 ?3、Na离子处于八面体空隙 图3
三、CsCl型结构 ?r+/r-=1.69/1.81=0.733 ?在0.732~1.00之间立方晶胞
Cl－位于顶角 Cs+位于中心 CN＝8，晶报分子数1 ?看作：由Cs +和Cl －各对应一套立方原 始格子沿体对角线方向相套而成
2、纤锌矿（六方 ZnS）α-ZnS 六方堆积：
ABAB………
?纤锌矿ZnS型α－ZnS
?六方晶系 ?a＝0.382nm，c＝0.625nm ?六方原始格子 ?Zn、S各一套穿插而成 ?晶胞分子数为2 ?S2－构成六方密堆积
Zn2＋填充1/2四面体空隙
15
? 六方ZnS中：R+/R-=0.436，极化造成一定共 价成分，CN不为6，CN＝4
杂。 2 、投影法 —也叫标高法 优点：可了解质点在该结构中的排列特点。 3 、多面体的连接方式
工程材料基础3晶体结构
金属
晶格常 数(nm)
•表3-3 几种面心立方结构元素的晶格常数
Al γ-Fe β-Co
Ni Cu Ag
Pt
0.405 0.365 0.354 0.352 0.361 0.408 0.392 (912℃) (>390℃)
Au 0.407
金属 晶格常数
(nm) 轴比c/a
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•表3-4 某些密排六方结构元素的晶格常数
体心立方晶胞其原子半径:
a为晶格常数；
面心立方晶胞其原子半径；
密排六方晶胞其原子半径 :
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3.7.4 配位数
配位数是指晶格中任一原子周围与其最近 邻且等距离的原子数目。
体心立方晶格中的配位数为8； 面心立方晶格中的配位数12； 密排六方晶格配位数也为12。
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工程材料基础3晶体结构
典型晶格配位数示意图
•(a)体心立方
(b 三种典型晶格配位数示意图
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3.7.5 致密度
一个晶胞内原子所占体积与晶胞体积之比， 称之为致密度。致密度K可用下式求出：
式中n为晶胞原子数；v为一个原子的体积， (r为原子半径)；V为晶胞体积。
a 12 0.74 0.207a 0.112a
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3.7.7 晶体的堆垛方式
密排六方结构：密排面堆垛顺序为ABABABABC……排列 面心立方结构: 密排面堆垛顺序为ABCABCABC……排列
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•图3-16 面心立方结构和密排 •六方结构中原子堆垛的方式
Be α-Ti α-Zr α-Co Mg Zn
第01章 晶体结构
1、体心立方晶格
① 体心立方晶格的晶胞（见右图）是由 八个原子构成的立方体，并在其立方 体的中心还有一个原子 ② 因其晶格常数 a=b=c ，通常只用常数 a 表示。由图可见，这种晶胞在其立方 体对角线方向上的原子是彼此紧密相 接触排列着的，则立方体对角线的长 度为31/2a，由该对角线长度31/2a上所分 布的原子数目（共2个），可计算出其 原子半径的尺寸r= 31/2a /4。 ③ 在体心立方晶胞中，因每个顶点上的 原子是同时属于周围八个晶胞所共有， 实际上每个体心立方晶胞中仅包含有： 1/8×8+1=2个原子。 ④ 属于这种晶格的金属有铁（＜912℃， α-Fe) 、 铬 （ Cr ） 、 钼 （ Mo ） 、 钨 （w）、钒（V）等。
4 3 2 a 3 4 体心立方致密度= ＝68％ 3 a
3
1.晶格的致密度及配位数
配位数：指晶格中任一原子周围所紧邻的最近且等距离的原子 数。配位数越大，原子排列也就越紧密。在体心立方晶格中， 以立方体中心的原子来看，与其最近邻等距离的原子数有8个， 所以体心立方晶格的配位数为8。面心立方晶格的配位数为12。 密排六方的配位数为12。
确定晶向指数的方法2
1. 建立坐标系 结点为原点，三棱 为方向，点阵常数为单位 ； 2. 在晶向上任两点的坐标(x1,y1,z1) (x2,y2,z2)。(若平移晶向或坐标， 让在第一点在原点则下一步更简 单)； 3. 计算x2-x1 ： y2-y1 ： z2-z1 ； 4. 化成最小、整数比u：v：w ； 5. 放在方括号[uvw]中，不加逗号， 负号记 晶格模型
(C) 体心立方晶胞原子数
2、面心立方晶格
① 面心立方晶格的晶胞见右图也是由八个原 子构成的立方体，但在立方体的每一面的 中心还各有一个原子。 ② 在面心立方晶胞中，在每个面的对角线上 各原子彼此相互接触，其原子半径的尺寸 为r=21/2a/4。 ③ 因每一面心位置上的原于是同时属于两个 晶胞所共有，故每个面心立方晶胞中包含 有：1/8×8＋1/2×6=4个原子。 ④ 属于这种晶格的金属有铝（Al）、铜（Cu ）、镍（Ni）、铅（Pb）等。
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几种典型晶体结构的特点分析
徐寿坤
有关晶体结构的知识是高中化学中的一个难点，它能很好地考查同学们的观察能力和三维想像能力，而且又很容易与数学、物理特别是立体几何知识相结合，是近年高考的热点之一。
熟练掌握NaCl 、CsCl 、CO 2、SiO 2、金刚石、石墨、C 60等晶体结构特点，理解和掌握一些重要的分析方法与原则，就能顺利地解答此类问题。
通常采用均摊法来分析这些晶体的结构特点。
均摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的原子如果是被n 个晶胞所共有，则每个晶胞只能分得这个原子的1/n 。
1. 氯化钠晶体
由下图氯化钠晶体结构模型可得：每个Na +紧邻6个-
Cl ，每个-
Cl 紧邻6个+
Na （上、下、左、右、前、后），这6个离子构成一个正八面体。
设紧邻的Na +-a ，每个Na +与12个Na +等距离紧邻（同层4个、上层4个、下层4个），距离为a 2。
由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Na +数为4216818=⨯+⨯
，-Cl 数为44
1
121=⨯+，晶体中Na +数与Cl -数之比为1：1
2. 氯化铯晶体
每个Cs +紧邻8个-Cl -紧邻8个Cs +，这8个离子构成一个正立方体。
设紧邻
的Cs +与Cs +间的距离为
a 2
3
，则每个Cs +与6个Cs +等距离紧邻（上、下、左、右、前、后）。
在如下图的晶胞中Cs +数为812
164112818=+⨯+⨯+⨯，-
Cl 在晶胞内其数目为8，
晶体中的+Cs 数与-
Cl 数之比为1：1，则此晶胞中含有8个CsCl 结构单元。
3. 干冰
每个CO 2分子紧邻12个CO 2分子（同层4个、上层4个、下层4个），则此晶胞中的CO 2分子数为42
1
6818=⨯+⨯。
4. 金刚石晶体
每个C 原子与4个C 原子紧邻成键，由5个C 原子形成正四面体结构单元，C-C 键的夹角为'28109︒。
晶体中的最小环为六元环，每个C 原子被12个六元环共有，每个C-C 键被6个六元环共有，每个环所拥有的C 原子数为211216=⨯，拥有的C-C 键数为16
1
6=⨯，则C 原子数与C-C 键数之比为
2:11:2
1
=。
5. 二氧化硅晶体
每个Si 原子与4个O 原子紧邻成键，每个O 原子与2个Si 原子紧邻成键。
晶体中的
最小环为十二元环，其中有6个Si 原子和6个O 原子，含有12个Si-O 键；每个Si 原子被12个十二元环共有，每个O 原子被6个十二元环共有，每个Si-O 键被6个十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数为2
112
16=⨯，拥有的O 原子数为16
16=⨯，拥有的Si-O
键数为26
1
12=⨯
，则Si 原子数与O 原子数之比为1：2。
6. 石墨晶体
在石墨晶体中，层与层之间是以分子间作用力结合，同层之间是C 原子与C 原子以共价键结合成的平面网状结构，故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。
在同层结构中，每个C 原子与3个C 原子紧邻成C-C 键，键角为︒120，其中最小的环为六元环，每个C 原子被3个六元环共有，每个C-C 键被2个六元环共有；每个六元环拥有的C 原子数为23
1
6=⨯，拥有的C-C 键数为32
1
6=⨯
，则C 原子数与C-C 键数之比为2：3。
7. C 60分子
C 60是由60个C 原子组成的类似于足球的分子，由欧拉定律可推知该分子中有12个正五边形和20个正六边形。
每个C 原子与其他3个C 原子紧邻成键，形成的总键数为
,902
1
30=⨯
⨯6由于每个C 原子可形成4个键，所以3个键中肯定有一个是双键，则其中的双
键数为901
3
⨯=30，90单键数为
603290=⨯。