常见晶胞类型4

5、决定离子晶体结构的因素
（1）几何因素
晶体中正负离子的半径比. 一般决定配位数的多少:正负离子的半 径比越大,配位数越多. 晶体中正负离子的电荷比. 正负离子电荷比=正负离子的配位数比 =正负离子的数目反比 离子键的纯粹因素
（2）电荷因素
（3）键性因素
晶体中微粒的排列、个数及密度的计算 在氯化钠晶体中， 每个Na+周围与 之最接近且距离 相等的Cl-共有 6 个；这几个 Cl-在 空间构成的几何 构型 为 正八面体 。
1 1 1 8 6 4 Cl-: 12 1 4 8 2 4
（2）CsCl晶胞
ClCs+
铯离子和氯离子的位置？ 体心 铯离子： 或者反之 氯离子： 顶点 每个晶胞含铯离子、氯离 子的个数？ 铯离子：1个； 氯离子：1个。
NaCl晶胞
图3—27
CsCl晶胞
重点研究晶体中的配位数: 【在离子晶体中离子的配位数 ( 缩写为 C.N.) 是指一个离子周围最邻近的异电性 离子的数目】。
常见晶胞类型
1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？ 2、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有 多少个？
分子的密堆积
每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。
分子的密堆积
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
冰晶体
分子的非密堆积
冰中１个水分子周围有４个水分子
金属晶体的堆积方式──钾型
2、体心立方堆积 钾型
配位数：8 空间占有率： 68.02%
简 单 立 方 堆 积 钾型 体心 立方
由 非 密 置 层 一 层 一 层 堆 积 而 成
思考：密置层的堆积方式有哪些？
第二层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 )
C
B
1 6
5
2
A
3
4
C B
A
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
Ａ
Ｃ Ｂ
Ｂ
Ａ 镁型
Ａ
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
金属晶体的原子空间堆积模型4
• 面心立方 （铜Hale Waihona Puke Baidu）
简 单 立 方
（ 体 心 立钾 方型 堆 积 ） （ 面 心 立 方铜 最型 密 堆 积 ）
单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答：
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点(K) 沸点(K) 硬度(moh)
>3823 5100 10
1683 2628 7 ．0
2573 2823 9 ．5
(1) 晶体硼的晶体类型属于 _________ 晶体。 (2)已知晶体硼的基本结构单元是由B原子 构成的正二十面体，其中有20个等边三角 形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有 一个B原子。通过观察图形及推算，可知此 结构单元是由___________个B原子构成， 其中B—B键间的夹角是_______________。
---Cs+
---Cl-
Cs+的配位数为： 8 Cl-的配位数为： 8
离子 阴离子的 阳离子的 阴阳离子配 配位数 位数的比值 晶体 配位数 6 6 1:1 NaCl CsCl
8 8 1:1
CaF2 (萤石)型晶胞（1）立方晶系，面
心立方晶胞。 （2） Ca2+立方最密 堆积，F-填充在全部 四面体空隙中。 （3）配位数 ①Ca2+的配位数: 8 ②F-的配位数: 4 CaF2晶体中Ca2+ 和F-的位置关系如何?一 个CaF2晶胞中含Ca2+ 、F-个数是多少? 4个Ca2+和8个F-
（a）非密置层
（b）密置层
思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的 空间利用率、晶胞的区别。
金属晶体的原子空间堆积模型1
• 简单立方堆积（Po）
晶胞的形状是什么？ 含几个原子？
1、简单立方堆积 钋型
金属晶体的原子空间堆积模型2
• 体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
白磷的键角为多少？Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少？ 60° (W/124) ×6 ×NA
CaF2 晶体中正离子的配位数8,负离子的配位 4 数为 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配 位数为多少？ 3 ZnS晶体中负离子的配位数是4,正离子的配位 数为多少？ 4
石墨是层状结构的混合型晶体
B A
金属晶体的原子空间堆积模型3
• 六方密堆积（镁型）
六方密堆积
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 1 6 5 4
2
3
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
第四层再排 A，于是形 成 ABC ABC 三层一个周
A
期。 得到面心立方堆积。
CsCl晶体 在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近 且距离相等的Cs+(或Cl-)共有 8个 ；这几个Cs+(或 Cl-)在空间构成的几何构型为 立方体 ；在每个Cs+ 周围距离相等且最近的Cs+共有 6 个 ；这几个 Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 正八面体 ；
每个CO2分子周围有多 少个与之最近且等距离 的CO2分子？距离为多 少？（设晶胞边长为a） 12个 a AD=CD=a/2
1
3 6 5
2
3 4
6 5 4
A
，
1
2
B
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。
第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
1 6 5
2
3 4
A
B
A
于是每两层形成一个周期， 即 AB AB 堆积方式，形成六 方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
AC=AB =
2 a 2
1987年2月，朱经武（Paul Chu）教授等发现钇钡铜氧 化合物在90K温度下即具有 超导性，若该化合物的结构 如右图所示，则该化合物的 化学式可能是（ C ） A. YBa2CuO7-X B. YBa2Cu2O7-X C. YBa2Cu3O7-X D. YBa2Cu4O7-X Cu 8×(1/8) + 8×(1/4) = 3
资 料
金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 熔点最高的金属是-------- 钨 密度最小的金属是-------- 锂 密度最大的金属是-------- 锇 硬度最小的金属是-------- 铯 硬度最大的金属是-------- 铬 延性最好的金属是-------- 铂 展性最好的金属是-------- 金 最活泼的金属是----------铯
（ 六 方镁 密型 堆 积 ）
金属晶体的四种堆积模型对比
4、几种常见的离子晶体的晶胞结构：
(1)氯化钠型晶胞
Na+ Cl-
钠离子和氯离子在晶胞中的位置： 氯离子：体心和棱中点; 或者反之;交错排列 钠离子：面心和顶点.
每个NaCl晶胞含Na+、Cl-的个数?
Na+ Cl-
计算方法：均摊法 顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1 Na+:
最稳定的金属是----------金
图3—27
NaCl晶胞
CsCl晶胞
① 在NaCl晶体中，与Na+(Cl-)等距离且最 近的Cl-(Na+)有几个？ ② 在CsCl晶体中，与Cs+(Cl-)等距离且最 近的Cl-(Cs+)有几个？
NaCl晶体中阴、阳离子的配位数
Na+的配位数为： 6 Cl-的配位数为： 6
CsCl的晶体结构示意 图
Y 1
1/8
Cu铜 Ba钡 Y钇 O氧
Ba 2
金刚石和石墨最小的环为 几元环？碳碳键的键角为多 少？
每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有2个碳 每个碳连有三个键，每个键为两个碳共有，故每个 碳占有3/2个键
Wg石墨中碳原子数为 (W/12) × NA ＿碳环数为 (W/12) ×1/2 × NA ；；碳碳单键数为＿ ＿ 2:1:3 ＿ ＿。 (W/12) ×3/2 × N；三者之比为＿ A
冰的结构
晶体结构
晶胞示意图
Si O
109º 28´
180º
共价键
• 二氧化硅晶体中 • 每个硅原子周围结合4个氧原子；同时 每个氧原子跟2个硅原子相结合， • 晶体中硅氧原子个数比为1：2。 • 1mol二氧化硅中含有Si-O共价键————
五、金属晶体的原子堆积模型
金属原子在平面上有几种排列方式？