【资料】晶体的类型与性质

郁闷的巴乔

2008/08/07

私聊

X射线衍射仪（XRD）

一、一周知识概述

（一）、所讲内容及目的

　　1、晶体的类型

　　2、离子晶体、分子晶体、原子晶体的性质及模型

　　3、氢键

　　4、金属晶体的结构和性质

（二）、与前后周的衔接关系

　　本单元内容是在原子结构和元素周期律以及化学键知识的基础上介绍的，理论性较强，比较抽象，所以配了很多插图，便于理解，并能提高兴趣。重点要掌握四类晶体的概念，晶体类型与性质的关系。

二、重点知识归纳及理解

（一）、晶体的类型

1、晶体：具有一定的几何形状，其构成粒子按某种规律排列，占有一定空间的纯净物。

（二）、离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体

1、概念

（1）离子晶体：阴阳离子间通过离子键结合而成的晶体。

（2）分子晶体：分子间以分子间作用力相结合的晶体。

（3）原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体。

（4）金属晶体：通过金属阴离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。

2、四种类型晶体的比较

（三）、四种晶体结构模型

1、离子晶体NaCl和CsCl晶体结构特征

（1）在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引着6个Cl－，每个Cl－也同时吸引着6个Na＋。故Na＋、Cl－个数比为1：1，在整个晶体中不存在单个的NaCl分子。NaCl不是表示分子组成的分子式，只是表示晶体内离子个数比的化学式。

（2）CsCl晶体中，每个Cs＋同时吸引着8个Cl－。每个Cl－也同时吸引着8个Cs＋。故而CsCl是只表示离子个数比的化学式。

2、CO2分子晶体结构模型

　　在CO2晶体结构中，每个质点都是一个小分子，该晶体为立方体结构。每个立方体顶点上都有一个CO2分子。在立方体的六个面心也有一个CO2分子存在。每个CO2分子与12个CO2分子相邻。
3、金刚石晶体结构模型

　　在金刚石晶体中，每个碳原子都以共价键与相邻的4个碳原子结合四面体结构。六个碳原子形成一个六元环，每个碳原子又被12个环共用。这些正四面体（或六元环），向三维空间延伸得到立体网状晶体。

4、金属共同物理性质的解释

（1）金属晶体具有金属光泽和颜色：这是由于自由电子能对可见光进行选择性吸收和反射从而使金属晶体具有不同的颜色和光泽。

（2）金属的导电性、导热性

　　导电性：由于自由电子在外加电场的作用下产生定向移动形成电流。故金属容易导电。

　　导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整块金属达到同样的温度。

（3）金属的延展性：当金属受到外力时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，故金属只发生形变而不断裂。使金属具有良好的延展性。

三、难点知识剖析

（一）、晶体溶沸点高低比较

（1）异类晶体分子晶体。

　　一般情况下：原子晶体（熔沸点）＞离子晶体＞分子晶体。

　　例如：SiO2＞NaCl＞CO2

（2）同类晶体

　　原子晶体共价键键能→键长→原子半径

（3）组成和结构相似的分子，分子间作用力随相对分子质量增大而增大。晶体的熔沸点升高。例如：F2＜Cl2＜Br2＜I2，CO2＜CS2。

（4）分子间形成氢键时，分子间作用力增大熔沸点反常偏高。例如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

（5）一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定。阳离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，相互作用就越大，熔点就会相应升高。例如：熔点K＜Na＜Mg＜Al，Li＞Na＞K＞Rb＞Cs。

（二）、氢键

（1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子x(N、O、F)与H原子形成极强性共价键，与另一个分子中的原子半径较小，非金属很强的原子y（N、O、F），在分子间H与y产生较强的静电吸引，形成氢键。

（2）表示方法：x－H…y－H（x，y可相同或不同，一般为N、O、F）。

（3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强。

（4）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（例：HF、H2O、NH3等）；使物质易溶于水（例：NH3、C2H5OH、CH3COOH等）；解释一些反常现象（例：水结冰体积膨胀、水和乙醇的恒沸混合物等）。

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