第一节_认识晶体

3. 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：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
4. 原子晶体堆积方式－不服从紧密堆积方式
所有的圆球都在一条直线上排列
在一个平面上的密堆积排列：
密置层 一种常见的非密置层
（1对4）
（1对6）
第二层：有几种？如何排列？
1 6 5
2 3 4 6
1 5
2
3 4
密置双层 （1对3）
1、认真观察两层球形成的空隙种类。
2、三层：有几种？如何排列？
2 A
B 1
1
C
AB
AB
堆积方式:A3型最密堆积
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中 2 个最近的 Cs+ 核间距离为 acm ，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德 罗常数，则CsCl晶体的密度为
（单位：克/cm3）
A、8M/a3NA B、a3M/8NA
C、M/a3NA
D、a3M/NA
A
1 6
5 4 2
3
Fra Baidu bibliotek
B A B A
2
C
ABC
ABC
堆积方式:A1型最密堆积
第二种排列式: 是 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。
1 6 5
2 3 4
1 6 5
2 3 4
1 6
5
2
3
4
第四层再排 A，于是 形成 ABC ABC 三 层一个周期。 得到 面心立方堆积—A1型
晶胞的形状
平行六面体
三、晶体结构的基本单元----晶胞
1.晶胞 (1)晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表 性的最小部分。是能够反映晶体结构特征的 最小重复单元。 (2)晶胞是晶体结构的基本单元， 是一个平行六面体。 (3)整个晶体就是晶胞重复排列而成的。可以 从一个晶胞推断晶体的结构和性质。
2. 常见三种密堆积的晶胞
A
B
化学式： AB
练习2：根据离子晶体的晶胞结构，判断下 列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）
A B
化学式： A2B
练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下 列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）
A
B
化学式： AB
练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下 列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）
A B
C
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构（如 图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边形 占有C原子数为____ 2 个、占有 的碳碳键数为____ 3 个。 碳原子数目与碳碳化学键数目 2:3 。 之比为_______
练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下 列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）
思考： 石墨层状之间表现出强润滑性, 垂直方向表现出高熔点,这体现晶 体哪些特征？
回忆: 构成物质有哪些微粒?
3.晶体的种类
根据内部微粒的种类和微粒间的相互 作用不同，将晶体分为离子晶体、金 属晶体、原子晶体和分子晶体。
晶体类型
离子晶体 金属晶体 原子晶体 分子晶体
微粒种类
阴、阳离子 金属原子 原子 分子
思考:什么晶体符合等径圆球的密堆积
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.
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 )
A3型最密堆积（配位数为12）（例如镁）
A1型最密堆积（配位数为12）（例如铜）
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。
晶胞
晶体
三、晶体结构的基本单元----晶胞
1.晶胞 (1)晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表 性的最小部分。是能够反映晶体结构特征的 最小重复单元。
(3)整个晶体就是晶胞重复排列而成的。可以 从一个晶胞推断晶体的结构和性质。
Ca Ti O
Ca：1
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答： CaTiO3 (1)该化合物的化学式为_______. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共 6 有__________ 个. (3)设该化合物的相对分子质量为M， 3 密度为 ag / cm 阿伏加德罗常数为 NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
第一节
认识晶体
一、晶体的特性
1.晶体的概念
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。
阅读思考：晶体的特征
雪花的形状有什么特点？
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。 （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、沸点，而非晶体没有。
微粒间相互 作用
离子键 金属键 共价键 分子间作用力
实例
氯化钠 铜 金刚石 冰
3.晶体的种类
分子晶体:一般是共价化合物(非‒非型) 离子晶体：一般是离子化合物(金‒非 型) 原子晶体:常见:金刚石、Si、SiC、SiO2 金属晶体：一般是金属单质或合金
下列物质分别属于哪种晶体？ Mg、金刚石、NaCl、CO2、ZnCl2
六方晶胞----A3型
看图思考问题 1、表面上看到几个微粒 2、14个微粒为一个晶胞所独有吗？ 3、顶点、面心上的微粒为几个晶胞共有？ 4、面心立方晶胞实际有几个微粒？ 5、棱上、体心的微粒为几上晶胞共有？
三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
顶点：
棱边：
面心：
体心：
3、平行六面体晶胞中原子个数的计算
平行六面体晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶 胞共有，在面心的为2个晶胞共有。 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4
体心立方：在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共享，处于体心的金属原子全 部属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
化学式： ABC3
练习5：下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构， 该结构是具有代表性的最小重复单元。 1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的 钛离子共有 6 个 2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比 是 3∶1∶1 。
O：12×1/4＝3 Ti: 8 ×1/8＝1
晶 体 空 间 结 构
ClNa +
3 4
8
7
5
1
6
2
六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶 胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的 微粒全属于该晶胞。 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
晶胞中粒子个数的计 算，其重要问题是正确分 析晶胞中任意位置上的一 个粒子被几个晶胞所共有。
A C B A
1 6
2 3 C B A 面心立方紧密堆积的前视图
5
4
…ABCABC… 形
式的堆积，为什么是面
心立方堆积？
我们来加以说明。
C B A
密堆积： 3层或3层以上等径圆球最密堆积
分两类：
AB ABC AB ABC 堆积方式:A3型最密堆积 堆积方式:A1型最密堆积
1.等径圆球的密堆积（金属晶体）
各种晶体的结构型式
二、晶体结构的堆积模型
组成晶体的金属原子、离子或分子在 没有其他因素影响时，在空间的排列大都 服从紧密堆积原理，这是因为金属键、离 子键和分子间作用力没有方向性和饱和性。 而以密堆积的方式可降低体系的能量，使 晶体变得比较稳定。
探究活动：乒乓球等径圆球的密堆积
1、一层：有几种？如何排列？
阅读：配位数定 义 求：密堆积，一个球的配位数
思考：Na+ 与 Cl- 半径的大小 关系
2. 离子晶体的密堆积结构---非等径圆球的密堆积
－ Cl NaCl： 离
子先以A1型紧 ＋ Na 密堆积， 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。