最新无机化学第七章-晶体结构
无机化学第七章 晶体结构
例1：体心立方晶胞中金属原子的空间利用 率计算 (教材P.213, 图9-10) （1）计算每个晶胞含有几个原子:
1 + 8 × 1/8
= 2
体心立方晶胞：中心有1个原子， 8个顶点各1个原子，每个原子被8个 晶胞共享。
（二）空间利用率计算（续）
（2）原子半径r 与晶胞边长a 的关系： 勾股定理： 2a 2 + a 2 = (4r)
半径比规则（续）说明:
3. 值位于“边界”位置附近时，相应化合物 有2种构型。 例:GeO2 r + / r - = 53 pm / 132 pm = 0.40. 立方ZnS NaCl 两种晶体空间构型均存在. 4.离子晶体空间构型除了与r + / r -有关外，还 与离子的电子构型、离子互相极化作用（如 AgI）以至外部条件（如温度）等有关。
(三)半径比规则（续）说明：
1.―半径比规则”把离子视为刚性球，适用于离子 性很强的化合物，如NaCl、CsCl等。否则，误差大。 例：AgI(c) r + / r - = 0.583. 按半径比规则预言为NaCl型，实际为立方ZnS型。 原因：Ag+与I-强烈互相极化，键共价性↑，晶型转 为立方ZnS（C.N.变小，为4：4，而不是NaCl中的6：6） 2.经验规则，例外不少。 例：RbCl(c)，r / r 147pm / 184pm 0.80 0.732 预言CsCl型，实为NaCl型。
一、离子极化作用
离子极化作用（教材P.220图9-18） 离子极化力（Polarizing主动） 离子变形性 （ Polarizability, Polarized被动) 在异号离子电场作用下，离子的电子云发生变形， 正、负电荷重心分离，产生“诱导偶极”，这个过程 称为“离子极化”。 阳离子、阴离子既有极化力，又有变形性。 通常阳离子半径小，电场强，“极化力”显著。 阴离子半径大，电子云易变形，“变形性”显著。
无机化学 第7章 晶体的结构和性质
离子电荷 NaCl Na+ +1 CuCl Cu+ +1
r+/pm 95 96
溶解性 易溶于水 难溶于水
说明影响离子晶体的性质除了离子电荷、 离子半径外，还有离子的电子构型
7.6.1 离子的电子构型
简单阴离子的电子构型：ns2np6 8电子构型
阳离子外电子层 电子分布式
离子电 子构型
实例
1s2
2(稀有 气体型)
晶 液晶——介于液态和晶态之间的各向异 性的凝聚流体。
近似液态：能流动、不能承受应切力
近似晶体：介电常数、折射率、电导 率等性质各向异性
应用
由于对光、电、磁、热、机械压力及 化学环境变化都非常敏感，可作为各种信 息的显示和记忆材料。
第七章 固体结构与性质
7.2
离子晶体及其性质
7.2.1 离子晶体的特征和性
Sn2+、Pb2+ 、 Sb3+、Bi3+
7.6.2 离子极化的概念
＋
＋
－
对于孤立的简单离 子来说，离子电荷 分布基本上是球形 对称的，离子本身 的正、负电荷中心 重合, 不存在偶极
电场中，离子的原子 核和电子受电场的作 用，离子会发生变形, 产生诱导偶极，这种 过程称为离子极化
Li+
0.034
OH－
1.95
Na+
0.199
F－
1.16
Ca2+
0.52
Cl－
4.07
B3+
0.0033
Br－
5.31
Ag+
1.91
O2-
4.32
Hg2+
1.39
无机化学第四版第七章思考题与知识题目解析
第七章固体的结构与性质思考题1.常用的硫粉是硫的微晶，熔点为112.8℃，溶于CS2，CCl4等溶剂中，试判断它属于哪一类晶体?分子晶体2.已知下列两类晶体的熔点：(1) 物质NaF NaCl NaBr NaI熔点/℃993 801 747 661(2) 物质SiF4SiCl4 SiBr4 SiI4熔点/℃ -90.2 -70 5.4 120.5为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体，所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高，离子晶体的熔点主要取决于晶格能，NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径的逐渐增大，晶格能减小，所以熔点降低。
分子晶体的熔点主要取决于分子间力，随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量的增大，分子间力逐渐增大，所以熔点逐渐升高。
3.当气态离子Ca2+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出的能量多。
因为离子半径r(Ca2+)<r(Sr2+),形成的晶体CaF2的核间距离较小，相对较稳定的缘故。
4. 解释下列问题：(1)NaF的熔点高于NaCl；因为r(F-)<r(Cl-),而电荷数相同，因此，晶格能：NaF>NaCl。
所以NaF的熔点高于NaCl。
(2)BeO的熔点高于LiF；由于BeO中离子的电荷数是LiF 中离子电荷数的2倍。
晶格能：BeO>LiF。
所以BeO的熔点高于LiF。
(3)SiO2的熔点高于CO2；SiO2为原子晶体，而CO2为分子晶体。
所以SiO2的熔点高于CO2。
(4)冰的熔点高于干冰(固态CO2)；它们都属于分子晶体，但是冰分子中具有氢键。
所以冰的熔点高于干冰。
(5)石墨软而导电，而金刚石坚硬且不导电。
石墨具有层状结构，每个碳原子采用SP2杂化，层与层之间作用力较弱，同层碳原子之间存在大π键，大π键中的电子可以沿着层面运动。
无机化学 晶体结构
7.2.2 最简单的结构类型 AB型，只含有一种正离子和一种负离子，且两者电荷数 型 只含有一种正离子和一种负离子， 相同。 相同。 有三种类型： 有三种类型： CsCl型 NaCl型 ZnS型 型 型 型
CsCl型：晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为8 型 晶胞是正立方体， 阳离子的配位数均为 NaCl型：晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为 阳离子的配位数均为6 型 晶胞是正立方体， ZnS型： 晶胞是正立方体，阴、阳离子的配位数均为 晶胞是正立方体， 阳离子的配位数均为4 型
第七章 固体结构
思考题 1）为什么同是固体的金刚石和干冰性质差别如何 ） 之大？ 之大？ 2）为什么阴阳离子电荷相同、半径相近的 ）为什么阴阳离子电荷相同、半径相近的NaCl和 和 CuCl晶体，性质却有很大差别 晶体， 晶体 性质却有很大差别(NaCl 溶于水 而 CuCl不溶 ？ 不溶)？ 不溶
U= 770kJmol-1
NaCl 型 离 子晶 体 NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO
Z1 1 1 1 1 2 2 2 2
Z2 1 1 1 1 2 2 2 2
r+ rU /pm /pm /kJ·mol-1 95 136 920 95 181 770 95 195 733 95 216 683 65 140 4147 99 140 3557 113 140 3360 135 140 3091
7.1 晶体及其内部结构 7.1.1 晶体的特征 (1)有特定的几何形状 有特定的几何形状 (2)有固定的熔点 有固定的熔点 (判断是否是晶体的一个很重要标准 判断是否是晶体的一个很重要标准) 判断是否是晶体的一个很重要标准 (3)各向异性 各向异性 晶体与非晶体在性质上的差异， 晶体与非晶体在性质上的差异，是由其内部结构上的差异 造成的。 造成的。 晶体：内部微粒(分子 原子或离子)的排列是有次序的 分子、 的排列是有次序的， 晶体：内部微粒 分子、原子或离子 的排列是有次序的， 有规律的，而且在不同的方向上排列往往不同， 有规律的，而且在不同的方向上排列往往不同，因而造 成了晶体的各向异性。 成了晶体的各向异性。 非晶体：内部微粒的排列是无次序的， 非晶体：内部微粒的排列是无次序的，无规律的
无机化学第七章-晶体结构
阳离子价电子 分布通式
离子 电子构型
实例
1s2 ns2np6 ns2np6nd1~9
2(稀有气体型) 8(稀有气体型)
9~17
Li+ Be2+ Na+ Mg2+Al3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+
ns2np6nd10
18
Ag+ Zn2+ Hg2+
(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2 18+2
未极化
阴离子变形
阳离子变形
阳离子 阴离子
易变形
附加 极化
- +· -
阴离子·+ 变形性增大
离子的 总极化能力 =
离子的 固有极化力
+
附加极化力
3) 离子极化对物质的结构和性质的影响
( 1 ) 离子极化对化学键键型的影响
① 阳离子 + 阴离子 无极化
NaCl 离子键
CaCl2
离子键 ② 阳离子 + 阴离子 极化显著
③化合物颜色 离子极化导致离子晶体的颜色加深
离子极化引起物质性质的变化
晶体 离子半径之和/pm 实测键长/pm 键型 晶体构型 溶解度/mol·L-1 颜色
AgF 262 246 离子键 NaCl 易溶 白色
AgCl
AgBr
307
322
277
288
过渡型 过渡型
NaCl
NaCl
1-34×10-5 7.07×10-7
白色
淡黄
AgI 342 299 过渡为共价键 ZnS 9.11×10-9 黄
Pb2+、Hg2+、I- 无色 PbI2(金黄色)、HgI2(橙红色)， 离子极化明显
无机化学《晶体结构》教案
无机化学《晶体结构》教案[ 教学要求]1 ．了解晶体与非晶体的区别，掌握晶体的基本类型及其性质特点。
2 ．了解离子极化的基本观点及其对离子化合物的结构和性质变化的解释。
3 ．了解晶体的缺陷和非整比化合物。
[ 教学重点]1 ．晶胞2 ．各种类型晶体的结构特征3 ．离子极化[ 教学难点]晶胞的概念[ 教学时数] 4 学时[ 主要内容]1 ．晶体的基本知识2 ．离子键和离子晶体3 ．原子晶体和分子晶体4 ．金属键和金属晶体5 ．晶体的缺陷和非整比化合物6 ．离子极化[ 教学内容]3-1 晶体3-1-1 晶体的宏观特征晶体有一定规则的几何外形。
不论在何种条件下结晶，所得的晶体表面夹角（晶角）是一定的。
晶体有一定的熔点。
晶体在熔化时，在未熔化完之前，其体系温度不会上升。
只有熔化后温度才上升。
3-1-2 晶体的微观特征晶体有各向异性。
有些晶体，因在各个方向上排列的差异而导致各向异性。
各向异性只有在单晶中才能表现出来。
晶体的这三大特性是由晶体内部结构决定的。
晶体内部的质点以确定的位置在空间作有规则的排列，这些点本身有一定的几何形状，称结晶格子或晶格。
每个质点在晶格中所占的位置称晶体的结点。
每种晶体都可找出其具有代表性的最小重复单位，称为单元晶胞简称晶胞。
晶胞在三维空间无限重复就产生晶体。
故晶体的性质是由晶胞的大小、形状和质点的种类以及质点间的作用力所决定的。
3-2 晶胞3-2-1 晶胞的基本特征平移性3-2-2 布拉维系十四种不拉维格子类 型 说 明单斜底心格子（ N ） 单位平行六面体的三对面中 有两对是矩形，另一对是非矩形 。
两对矩形平面都垂直于非矩形 平面，而它们之间的夹角为β， 但∠β≠ 90°。
a 0≠ b 0 ≠ c 0 ，α = γ =90°， β≠ 90°正交原始格子（ O ） 属于正交晶系，单位平 行六面体为长、宽、高都不 等的长方体，单位平行六面 体参数为： a 0 ≠ b 0 ≠ c 0 α = β = γ =90 °正交体心格子（ P ） 属于正交晶系，单位平行六 面体为长、宽、高都不等的长方 体，单位平行六面体参数为： a 0 ≠ b 0 ≠ c 0 α = β = γ =90 °正交底心格子（ Q ） 属于正交晶系，单位平 行六面体为长、宽、高都不 等的长方体，单位平行六面 体参数为： a 0 ≠ b 0 ≠ c 0 α = β = γ =90 °正交面心格子（ S ） 属于正交晶系，单位平 行六面体为长、宽、高都不 等的长方体，单位平行六面 体参数为： a 0 ≠ b 0 ≠ c 0 α = β = γ =90 °立方体心格子（ B ） 属于等轴晶系，单位平行六 面体是一个立方体。
晶体结构(结构 晶面指数)ppt课件
SchToeoclhonfoloPghyy,sSiNcsNUand Information Technology, SNNU
CsCl 结构式
2. CsCl 结构——由两个简单立方子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1／2
的长度套构而成
Cs+（0,0,0），Cl-（0.5,0.5,0.5）， Cs+ 平移（0.5,0.5,0.5）即可变为Cl-， Cs+和Cl离子各自构成简单立方结构
晶 体：是指其内部的原子、分子、离子或其集团在三维空间呈周期 排列的固体，表现为长程有序（在微米量级范围是有序的）
非晶体：无规则的，无序的或短程有序的。
在X射线中出现明显衍射峰的称为晶体 （微米量级甚至纳米量级）
晶体分为： 单晶体 多晶体；有机晶体 无机晶体 完整晶体 非完整晶体
Pb(Zr,Ti)O 3
金刚石晶格碳1位置碳2位置其中informationtechnologysnnuwignerseitz原胞定义以任意一个格点为中心以此格点与一切相邻格点连线的中垂面为界面围成的最小多面体特点总是代表其点阵的点群对称性总是原胞最自然最漂亮的原胞能反映晶体对称性的最小重复单元平面六角bccfcc正十二面体schoolinformationtechnologysnnubravais格子的特点所有格点周围的环境都是一样的但沿不同方向上的物理性质不同的各向异性bravais格子的格点可以看成分布在一系列平行的直线上晶列晶列的指向晶向crystaldirection晶向指数的确定步骤晶向指数的确定步骤11以晶胞中的某一阵点为原点以三条棱边为以晶胞中的某一阵点为原点以三条棱边为轴并以晶胞棱边的长度为单位长度
晶体结构.ppt
晶体结构.ppt晶体具有下列主要特性：⑴均匀性；⑵各向异性；⑶⾃发地呈现封闭的凸多⾯体外形即晶体的⾃范性；凸多⾯体的晶⾯数（F）、晶棱数（E）、顶点数（V）满⾜：F+V=E+2（⼜称欧拉定理）⑷有固定的熔点；⑸有特定的对称性；⑹使X射线产⽣衍射,能观看到图谱中分⽴的斑点或谱线。
分类：⾦属晶体、离⼦晶体、分⼦晶体、共价晶体配位数：在晶体中与离⼦直接相连的离⼦数。
1、简单⽴⽅堆积2、钾型（体⼼⽴⽅堆积）空间利⽤率计算例1：计算体⼼⽴⽅晶胞中⾦属原⼦的空间利⽤率。
空间利⽤率计算设原⼦半径为r、晶胞边长为a，根据勾股定理，得：2a2+a2=(4r)2例2：求⾯⼼⽴⽅晶胞的空间利⽤率.解：晶胞边长为a，原⼦半径为r.由勾股定理：a2+a2=(4r)2a=2.83r每个⾯⼼⽴⽅晶胞含原⼦数⽬：8?1/8+6??=4?=(4?4/3?r3)/a3=(4?4/3?r3)/(2.83r)3?100%=74%123456对第⼀层来讲最紧密的堆积⽅式是将球对准1，3，5位(或对准2，4，6位，其情形是⼀样的)123456AB，三维空间密置层型的两种⽴体堆积⽅式关键是第三层，对第⼀、⼆层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积⽅式。
下图是此种六⽅紧密堆积的前视图ABABA第三层的堆积⽅式－1123456于是每两层形成⼀个周期，即ABAB堆积⽅式，形成六⽅紧密堆积。
配位数12(同层6，上下层各3)将球对准第⼀层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。
123456123456123456第三层的堆积⽅式－2123456此种⽴⽅紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排A，于是形成ABCABC三层⼀个周期配位数12。
(同层6，上下层各3)ABCAABCABABAMg型Cu型配位数均为12A2型钾型体⼼⽴⽅bcpA3型镁型六⽅晶胞hcpA1型铜型⾯⼼⽴⽅ccp简单⽴⽅钋型1234123456-配位数：612345678-配位数：83.镁型（六⽅紧密堆积）123456789101112配位数：124铜型：⽴⽅紧密堆积配位数：12解：体⼼⽴⽅晶胞：中⼼有1个原⼦，8个顶点各1个原⼦，每个原⼦被8个晶胞共享。
无机化学课件：第七章 固体的结构与性质
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
石英玻璃：
石英玻璃： SiO2
石英光导纤维
非晶态高分子化合物
三态：玻璃态、高弹态、粘流态
玻璃态(常温下塑料） 温度很低时，线性高分子、链节都不能 运动，如同玻璃体一般坚硬。
线性高分子
高弹态(常温下橡胶)
温度升高到一定程度时，整个链还不能 运动，但其中链节可以自由运动了。 表现出很高的弹性。
用途： 耐磨材料，耐火材料，半导体材料。
二、分子晶体
分子晶体：晶格节点上排列着极性或非极性共价分子，分 子间以分子间作用力或氢键结合形成的晶体。
性质：分子晶体物质一般熔点低、硬度小、易挥发， 熔融不导电。（强极性除外）
物质：一般为非金属元素组成的共价化合物。
如：SiX4,H2O,CO2,SF6,I2等。 CO2晶体 面心立方晶格
等属此列。
3、立方ZnS型 晶胞也是正立方体，
ห้องสมุดไป่ตู้
配位数均为4，如BeO、ZnSe
离子晶体为什么会有 不同的空间构型？
CsCl型
这主要由正、负离子的半径比（ r+ / r- ）决定。
r+ / r-增大 , 则 C.N. 增大； r+ / r- 减小 , 则 C.N. 减小。
离子晶体空间构型除了与 r+ / r- 有关外 ，还与离子的电子构型、离子互相极化 作用以至外部条件（如温度）等有关。
四、非晶体
1、概述
微粒无序排列，无规则几何外形 无一定熔点。
射频等离子体化学气相沉积 Ge 、Si、α-Si:H、GaAs等
较
传统玻璃：硅酸盐【Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2
晶体结构
每个原子有8个最近邻原子及6个次 近邻原子。次近邻原子间的距离仅 比最近邻原子距离约大15%，因此往 往要考虑次近邻的作用，有时将配 位数记为8+6，即有效配位数大于8。
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扁八面体间隙 由6个原子组成的八面体所围的间 隙，它的中心位置位于晶胞立方体 棱边的中心及立方体6个面的中 心。即1/2 1/2 1/2及其等效位置。间 隙中心与4个原子中心相距 a 2 2 另2个原子中心相距为a/2，所以它不 是正八面体而在一个方向略受压缩 的扁八面体。 在一个晶胞内有6个八面体间隙。 八面体间隙半径r八面为 ：
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在紧密堆积的情况下，即每层都紧密相切，这时，每个原子中 心和它的最近邻原子的中心间的距离都是a（图中的d=a）。
d = a 1 3 + (c a ) 2 4
故理想轴比为
c a = 8 3 = 1.633
最紧密排列面是{110}，密 排方向是<111>。原子直径 是a/2<111>的长度，即
r=a 3 4
面心立方结构的晶胞体积为 a3，晶胞内含2个原子，所以 它的致密度η为
4 3 2× 4π 4 a 2 × πr 3 3 3 = η= a3 a3 3 π = 0.68 = 8
3
2.2.1 面心立方结构
结构符号是A1，Pearson符号是cF4。 每个晶胞含4个原子
原子坐标为
0 0 0，0 1/2 1/2， 1/2 0 1/2和1/2 1/2 0
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《无机化学》第3版 宋天佑 第7章 晶体结构
分子越大，越容易变形，瞬 间偶极也越大。
7. 1. 2 分子间作用力
分子间力最早是由范德华 研究实际气体和理想气体状态 方程的偏差时提出来的
因而，分子间力又称为范 德华力。
分子间的范德华力可根据 来源不同分为
取向力、诱导力和色散力
1. 取向力 取向力又称定向力，是极性 分子之间的永久偶极与永久偶极 之间的静电引力。
对弱的氢键，如 C－H ···O，C－H ···N 等， 其方向性和饱和性不如经典的 氢键严格。
H ···Y 间距离较长， 经常出现一个 Y 原子同时 形成多个氢键的情况。
（2） 氢键的强度
氢键的强弱与 X 和 Y 的电负性 大小有关。
X，Y 的电负性越大，则形成 的氢键越强。
氢键的强弱也与 X 和 Y 的半径大小有关。
q+·q－ V吸引 = 4 π ε0 r
当正负离子相互接近时，它 们之间主要是静电吸引作用。
但当正负离子进一步相互接 近时，除了静电吸引外，还存在 外层电子之间以及原子核之间的 相互排斥作用。
这种排斥作用当 r 较大时 可以忽略。
但当正负离子充分接近，r 极小时， 这种排斥作用的势能 迅速增加。
V
0
Vr0 r
主要表现为吸引作用。 所以，体系的能量随着 r 的 减小而降低。
V
0
Vr0 r
当 Na+ 和 Cl－ 非常接近时， r 很小，此时排斥作用为主，体 系能量迅速增大。
V
0
Vr0
r0
r
当 Na+ 和 Cl－ 接近平衡距离
r0 时，体系的吸引作用和排斥作 用处于动态平衡，
V
0
Vr0
高中化学奥赛辅导-----无机化学7晶体结构
分子晶体
金属晶体
第十一节* 同质多晶和 类质同晶现象
第一节
1-1
晶体的特征
晶体的特征 １、有固定的几何外形；２、有
固定的熔点； ３、有各向异性。
１、晶格（点阵）──构成晶体的质点（如原子、
分子或离子）在空间排列的几何图形称为晶体的 晶格或点阵。
２、结点──晶体的质点在
晶格中的位置称为结点。
３、晶胞──指晶格中晶
金属晶体与离子晶体的本质区别是：在金属键的情况下，不 存在受邻近质点的异号电荷限制和化学量比的限制。所以在 一个金属原子的周围可以围绕着尽可能多的又符合几何图形 的邻近原子。因此金属晶格是具有较高配位数的紧密型堆积。 空间利用率高。 １、六方紧密堆积 六方紧 晶格类型为六方晶格，配位数 密堆积 为12，空间利用率为74.05%。 ２、面心立方紧密堆积 晶格类型为面心立方，配位数为 12，空间利用率为74.05%。 ３、体心立方紧密堆积
当配位数为6，正负 离子完全紧靠时
c
第四节
原子晶体的结构
原子晶体
在原子晶体中，晶格的质点是原 子，原子间的结合力是共价键力。
原子晶体的性质 •熔点、沸点高 •硬度大 原子晶体是巨型分子，用化 学式表示其组成。如：金刚 石(C)、硅(Si)、锗(Ge)、石 英(SiO2)、金刚砂(SiC)等。
金刚石的结构
第7章
晶体结构
Crystal Structure
内容提要 本章讨论不同晶体类型与其 物理性质和化学性质的关系。重 点在于离子晶体，并介绍离子极 化理论及其应用。
目
第一节
第二节
录
晶体的特征 第七节* 层型晶体
离子半径 第八节 晶体的缺陷
第二节
无机化学第七章晶体结构
无机化学第七章晶体结构晶体结构是无机化学中一个重要的概念。
晶体是由一个或多个原子、离子或分子有序排列组成的固体，具有规则的几何形状。
晶体结构研究的是晶体中原子、离子或分子的排列方式和间距。
晶体结构的研究首先要确定晶胞的类型和晶格常数。
晶胞是晶体中基本的重复单元，可以通过晶胞的平移得到整个晶体。
晶格常数是指晶胞中原子、离子或分子的排列方式和间距。
晶体结构可以用晶胞的对称性来描述。
对称性是指晶胞的各个面和角的排列方式。
晶胞的对称性可以分为平面对称、轴对称和空间对称。
根据对称性的不同，晶体可以分为立方晶体、四方晶体、正交晶体、六方晶体、单斜晶体、三斜晶体和三角晶体等七种类型。
晶体结构中还有一些重要的概念，如晶系、空间群和点群。
晶系是指晶体结构的基本几何形状，包括立方、四方、正交、六方、单斜、三斜和三角七种类型。
空间群是指晶体结构的完整的对称操作，包括平移、旋转、反射和滑移。
点群是指晶体结构的实际的对称操作，只包括旋转和反射，不包括平移。
晶体结构的研究方法主要有X射线衍射方法、电子衍射方法和中子衍射方法等。
X射线衍射是最常用的晶体结构研究方法。
当X射线通过晶体时，会发生衍射现象。
根据衍射的图样可以确定晶体的结构。
晶体结构的研究对于了解物质的性质和应用具有重要的意义。
晶体结构可以影响物质的物理和化学性质，如硬度、透明度和导电性等。
通过了解晶体结构，可以设计和合成具有特定性能的材料，如硅和镍钴锌铁氧体等。
晶体结构的研究还可以为材料科学、能源、光电子学和生物医学等领域的研究提供指导。
总之，晶体结构是无机化学中一个重要的概念。
通过研究晶体结构，可以了解晶体的组成和排列方式，以及晶体对物质性质的影响。
常见的晶体结构-PPT
6
×
×
晶体结构中得空隙位(3): hcp
Tetrahedral sites
×
×
7c 8
1c
××
8
2 6 2 1 2 3 12 3
5c 8
3c 8
棱与中心线得1/4与3/4处
3、点阵常数与原子半径
R 2R
R RR
a0
a0 2R
a0
a0
2 2R 3
R 2R
图2-48 NaCL晶胞
图2-49 CsCL晶胞
Zn
0 75
(0, 0, 0), (1 , 1 , 0), (1 , 0, 1), (0, 1 , 1) 22 2 2 22
50 25
0
(1 , 1 , 1), ( 3 , 3 , 1), (1 , 3 , 3), ( 3 , 1 , 3) 444 444 444 444
(2
R
fcc
)
Center of tetrahedron, o,
oD = (3/4)DE
A D
B
rin
oD
R fcc
3 4
DE
R fcc
2Rfcc
rin
3 2
2 3
R
fcc
R fcc
(
3 2
1)R
fcc
o
C
A
E
B
rin 3 1 0.225
R fcc
2
晶体结构中得空隙位(2): bcc
Octahedral sites: Face and edge center sites
6 1 12 1 6
2
4
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βα
γ
b
晶胞的特征
用六个常数
C
(参数)描述：
a、b、c α、β、γ
Cl- Na+ Cl-
Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl-
a
晶胞在三维空间中的无限重复
晶格
晶体 晶胞参数 七种晶系 差异 七种晶系的性质
晶系
立方晶系 四方晶系 六方晶系 菱形晶系 正交晶系 单斜晶系 三斜晶系
边长
a=b=c a = b≠c a = b≠c a=b=c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
导电 导热性
溶解性
实
例
熔融态及其 水溶液导电
非导体
易溶于极性 溶剂
不溶性
NaCl
MgO
金刚石 SiC
极性分子 分子间力 氢键
低
非极性分子 原子、正离子
分子间力 金属键
很低
较高 (Hg例外)
软
很软
软、硬不一样
弱
很弱
有延展性
固态、液态 不导电， 非导体
水溶液导电
良导体
易溶于极性 溶剂
易溶于非极 性溶剂
不溶性
阳离子价电子 分布通式
离子 电子构型
HCl NH3 CO2 I2 W Ag Cu
二、离子晶体
1.离子晶体中最简单的结构类型
结构类型 配位数 配位比 晶胞形状
晶格类型
NaCl型
6 6 ：6 正立方体 面心立方
CsCl型
8 8 ：8 正立方体 体心立方
实 例 KI LiF NaBr TiCl CsBr
MgO CaS
CsI
ZnS型 4
4 ：4 正立方体 立方 六方
AgI AgI ZnS ZnO
2.离子的堆积规则 离子半径比定则
a
b
c
阳离子
令r- = 1， 则 ac = 4
ab = bc = 2 + 2r+
∵△abc为直角三角形
2
2
2
则 acabbc
42 = (2 + 2r+)2 +(2+2r+)2 解得 r+ = 0.414
阴离子
当 r+ / r- = 0.414时， 阴、阳离子之间刚好接触。
当 r+ / r- ＞0.732时， 晶体将向配位数增大的构型转变
正、负离子半径比与配位数关系
r+ / r0.225~0.414 0.414~0.732 0.732~1.00
配位数 4 6 8
构型
ZnS型 NaCl型 CsCl型
3.离子极化及其对离子晶体性质的影响
1)离子的电子构型
阴离子： ns2np6 8电子构型
②按某些确定的规则重复地排列
非晶体是各向同性 (微粒排列无次序、不规律)
石英晶体(晶体)
石 英 玻 璃
)
非 晶 体
(
2.晶体的内部结构
结点： 晶体中规则排列的微粒抽象为几何学中的点
结点的总和
点阵
晶格： 沿一定的方向按某种规则把结点连接起来， 得到的描述各种晶体内部结构的几何图象。
晶胞： 晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分。
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
配位数为六时离子晶体的某一层
如果r+ / r- ＜ 0.414
阴、阳离子不接触， 阴离子保持接触。
吸引力＜排斥力 E体系 ↑
构型不稳定
晶体向配位数减小的方向转变
如果 r+/r- ＞0.414 阴、阳离子保持接触， 阴离子脱离接触。
吸引力＞排斥力 E体系 ↓
构型可以稳定存在。
配位数为6的必要条件是 r+/r- ≥ 0.414
长 的 时 间 隧 道，袅
无机化学第七章-晶体结构
本章要求：
1. 了解各种晶体的特征和性质 2.了解晶格能的计算 3. 理解离子极化及其规律 4. 掌握离子极化对物质性质的影响
物质的形态
气态 液态 固态
气体 液体 固体
固体
晶体 内部微粒有规则排列构成的固体 非晶体 微粒无规则排列构成的固体
一、晶体及其内部结构
1. 晶体的特征 (与非晶体相比)
(1) 有一定的几何形状
食盐 立方体
石英 六角柱体
非晶体没有一定的几何外形来自方解石 棱面体 无定形体
(2) 有固定的熔点
非晶体没有固定的熔点，只有一段软化的温度范围。
(3) 各向异性
晶体
光学性质
力学性质 导热、导电性 溶解性
不同方向 测定
结果不同
原因： ①晶粒的排列有次序、有规律
角度
α=β=γ=90° α=β=γ=90° α=β= 90°γ=120° α=β=γ≠90°(＜120°) α=β=γ=90° α=β=90° γ＞90 ° α≠β≠γ
七种晶系 带心型式 14种布拉维晶格 分类
实例
岩盐(NaCl) 白锡 石墨 方解石 斜方硫 单斜硫 重铬酸钾
简单 立方
体心 立方
面心 立方
十
简
体
四
单
心
种
四
布
方
四 方
拉
维
简
体
晶
单
心
格
正
正
交
交
简 单
简单菱形
六
方
底
面
心
心
正
正
交
交
简 单 单 斜
底 心 单 斜
简 单 三 斜
3.晶体的种类
四类晶体的内部结构及性质特征
晶体类型 离子晶体 原子晶体
分子晶体
金属晶体
结点上的粒子 正、负离子 原子
结合力
离子键
共价键
熔、沸 点 高
硬度
硬
机械性质 脆
很高 很硬 很脆