晶体的特征

第3讲晶体结构与性质

一、晶体常识

1．晶体与非晶体

(1)晶体与非晶体的区别

(2)获得晶体的三条途径

①熔融态物质凝固。

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。

2．晶胞

(1)晶胞与晶体的关系

①晶胞是描述晶体结构的基本单元。

②数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。

(2)晶胞中粒子数目的计算方法

1．(2011·南京质检)如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去) ()

A．8，BaTi8O12B．8，BaTi4O9

C．6，BaTiO3 D．3，BaTi2O3

2、(2011·山东高考节选)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm－3，N A表示阿伏加德罗常数，则CaO 晶胞体积为________cm3。

(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；

(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”；

(3)在计算晶胞中微粒个数的过程中，不要形成思维定势，任何形状的晶胞均可使用均摊法。

二、四种晶体的比较

1．晶体的组成和性质的比较

2.判断晶体类型的方法与依据

(1)据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。

(2)据各类晶体的特征性质判断：一般来说，低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。(3)据物质的分类判断：活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅；二氧化硅等。固体金属单质(注：汞在常温为液体)

是金属晶体。

3．晶体熔、沸点高低的比较方法

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律

原子晶体>离子晶体>分子晶体。

(2)离子晶体：一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。

(3)原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大、晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。

(4)分子晶体：①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH> CH3CH3。

④同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点越低。

(1)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，如汞、镓、铯等熔点很低。

(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。

(3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如MgO的熔点为2 852 ℃，石英的熔点为1 710 ℃。

三、几种典型的晶体模型

晶体结构

晶体结构晶体详解

型(1)每个Na＋Cl－(Na＋)有距且紧邻的Na

石墨晶体是特殊的晶体，是层状结构，同层内碳原子以共价键形成正六边形平面网状结构，层与层之间以分子间作用力结合。所以石墨晶体熔、沸点很高，但硬度不大，有滑腻感，能导电。