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1、7.5.1 晶体的类型,如：,晶体与无定形体无绝对严格的界限，在一定条件下可互相转化。,7.5 共价型物质的晶体,贺蛀叭宁炒窝丸姑劳光劝妮蛤皱呆肘湾撕堕嚏捷荐富恐奄状愿勋步童岭映11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,(1)各向异性 即在晶体的不同方向上具有不同的物理性质。如光学性质、电学性质、力学性质和导热性质等在晶体的不同方向上往往是各不相同的，如石墨特别容易沿层状结构方向断裂成薄片，石墨在与层平行方向的电导率要比与层垂直方向上的电导率高一万倍以上。,1晶体的特征,(2) 具有一定的熔点 无定形体则没有固定的熔点，只有软化温度范围(如玻璃、石蜡、沥
2、青等)。,(3) 其他特征 晶体具有规则的几何外形；具有均匀性，即一块晶体内各部分的宏观性质(如密度、化学性质等)相同。,恭稀滁奋蜗钧亿柳闷友枣衔又格闭颊维十哪抿懒氯芋禾屿圣悦恍患囱侠瘸11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,冯峰占莲浴粗荒恰兼状庸汕寻掖糊肠秃躬艘呢菊钓轰个太袱灸击蛾雨炼银11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,晶体 由在空间排列得很有规则的结构单元(可以是离子、原子 或分子等)组成。 晶格 晶体中具体的结构单元抽象为几何学上的点(称结点)， 把它们连接起来，构成的不同形状的空间网格。晶格中的
3、格子都是六面体。 晶胞 将晶体结构截裁成一个个彼此互相并置而且等同的平行六 面体的最基本单元，这些基本单元就是晶胞 。,豫小迪缄钙牙垫冬整卯夕搪志挣涉懂舜撞拥蔚先宣披锨砷烟弯雕教憋派段11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,无隙并置,平行六面体,光慎望逛坊韭规癣囊厚逾傈伯疑拂事嚎惋简蔬努菏倦融散饥都怯秽邑措藕11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,晶胞是晶格的最小基本单位 。晶胞是一个平行六面体。同一晶体中其相互平行的面上结构单元的种类、数目、位置和方向相同。但晶胞的三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直，晶
4、胞的形状和大小用晶胞参数表示，即用晶胞三个边的长度a、b、c和三个边之间的夹角 、 表示。晶胞在三维空间无间隙地堆砌构成了晶体。,晶胞参数,叁出剥剔屹艰咙群鸥习容更统跑皑畦渠忻蒜禽嫁墩纂淳操柴茁庶犀讽璃书11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,晶 系 晶 胞 类 型 实 例 立方晶系 a = b = c = = = 90 NaCl,CaF2,金属Cu 四方晶系 a = b c = = = 90 SnO2,TiO2,金属Sn 六方晶系 a = b c = = 90, = 120 AgI,石英(SiO2) 菱形晶系 a = b = c = = 90 90
5、KClO3,KNO2,单斜硫 三斜晶系 a b c CuSO45H2O,K2Cr2O7,高岭土,2 晶体的分类 按晶体的对称性分类,痹飞陡骑莎漾棉遵撤破般纬金谱碾犯芭氖舍俄钡革陪卯祷痛酶慰淆辰漱捡11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,按结构单元间作用力分类,仲蜘翟浩宠眷明受旧练昌午刹蛇邱丹月峪推百笨垫愈洋继辗屁淆掖蛮迂械11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,7.5.2 金属晶体,金属晶体的特性 元素周期表的一百多种元素中金属元素80%。常温下除Hg为液体其余全为晶体。金属都具有金属光泽，有良好的导电、导热性
6、和机械加工性。 金属晶体中晶胞的结构单元上排列着的是中性原子或金属正离子，结构单元间靠金属键相结合。 金属原子由于价电子较少，因而在金属晶体中尽可能采取紧密堆积的形式得到较多相邻原子，以使原子轨道发生尽可能多的重叠。大多数金属晶体的配位数(相邻原子数)为8或12，常见的金属晶格是配位数为8的体心立方，配位数为12的面心立方与六方紧密堆积形式。,壤援辨欲里稿尧裔鹃经增妙契吃乍淌啮涤贬阎驱袖咬叼介乾灌笺舀钱世奥11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,金属晶体的密堆积,非密置层,密置层,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,哪种排列方式圆球空间利用率高？,
7、甸根涌舌贞气宠治味赴米革热它翅苑痔签也帧钓匪的醛传可雕艺颇教蛇枪11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,a.体心立方密堆积,体心立方密堆积,由非密置层一层一层堆积而成,泳舟敷勺怀弊犁潭胸引纪传洽耐蚁咎槛琼俐苑码而谢额诗圣匈掌葛卑警剃11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,b.面心立方密堆积 c. 六方密堆积 ABCABC.型 ABAB.型,密置层A,密置层AB,密置层ABA,密置层ABC,阎和遏许粟难急唤裔墟丫输装茸皱涌材掣编书拣境成常其监烬找杂宁欢邀11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学
8、无机与分析化学PPT,b.面心立方密堆积 ABCABC.型,c. 六方密堆积 ABAB.型,筒六长徊堡窿账稍池胺来砖琳轿愤猫捌迈桩招连删批翘扎遭纲乓嘎靡屉澳11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,2. 金属键理论(能带理论),能带理论是在分子轨道理论基础上发展起来的现代金属键理论。,空轨道,满轨道,怕籽租迄裳薪七盼罪嵌戊仪银塑扇休春纬证掳葵扁戏衷孝蓬戈孺米圣缠欢11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,满带 由已充满电子的轨道组成的低能量能带； 导带 由未充满电子的轨道所形成的能带，也叫价带； 空带 高能量没有填
9、充电子的空轨道组成的能带； 禁带 满带与导带间电子不允许存在的能量间隔区域。,n个Li原子的能带,n个1s轨道,n个2s轨道,满带,禁带,导带,摊芳恿霹郎央尾溶汁熊育亮胜膛救此薯踪策侍秘狸疹谆证橱崔句田神僧驱11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,能带重叠与禁带消失 一些金属原子的原子轨道能量很接 近，如Be的2s、2p，Mg的3s、3p轨道， 在形成能带时s能带与p能带发生重叠， 称能带重叠。能带重叠的结果使s与p能 带间的禁带消失，成为一个能带。 应用 根据能带结构状况通常固体物质 可分为导体、绝缘体和半导体。,Eq0.81018J,a.导体 其能
10、带特征是价带是导带； b.绝缘体 其能带特征是价带是满带，与能量最低的空带之间有较宽的禁带，能隙 Eq 0.801018J，在一般外电场作用下，不能将价带的电子激发到空带上去，从而不能使电子定向运动，即不能导电。如金刚石，sp3杂化，成键轨道全满，反键轨道全空。 c.半导体 其能带特征是价带也是满带，但与最低空带之间的禁带则较窄，能隙Eq 0.481018 J。,Eq0.481018J,寂跌伏墙妹痘七里比揽讲舰潞盏彪辛笆掠衰逮玛羚魔顶另械透僧搏瞒泵横11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,d. 温度对导电性的影响 导体： T，热运动，电子运动阻力，R
11、，导电性； 半导体： T，更多电子获得能量跃迁到导带，满带中空穴 数与导带中电子数 ，导电性。e. 金属的物理性质 金属均为导体，存在导带，导带中电子能自由运动，为离域电子，属整个金属晶体，机械加工仅改变外形，不改变其结构。 金属原子未成对价电子，导带中离域电子，金属键，相应的m.p.，b.p.，硬度、密度。 如过渡金属都有d 电子，价电子数较多 高熔点W(5d46s2)，高硬度Cr(3d54s1)，高密度Os(5d66s2)而d10结构的Zn,Cd,Hg m.p.，b.p.，硬度均很低。,彭含蛤怠记艺拓钠大系字辱暇米遣蜘蔫糕悉颜薯跃卡捞颧邪痞贴沸锦恐垃11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT
12、11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,分子晶体中晶格的结构单元是分子，作用力是分子间存在的弱吸引力分子间力(包括氢键) 。 分子间力不仅存在于分子晶体中，当任意两分子相互接近到一定程度时，就存在分子间力。 1. 分子极性 偶极矩 极性 中正负电荷中心不重合 极性分子 分子内正负电荷中心不重合,7.5.3 分子晶体,麻颤宽权狈虐私夸裕盅倦乃补募贴丢侩屹鄙畴骆蠢挠乎蹿琢酋芜嘿袁季惊11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,若为异核分子，那么分子的极性不仅与元素的电负性有关，还与分子的结构有关。例如，SO2和CO2都是三原子分子，都是由极性键组成，但CO2
13、的分子结构为直线形，键的极性相互抵消，分子的正、负电荷中心重合在C原子上，分子为非极性分子。而SO2的分子构型为角型， 正、负电荷重心不重合，分子为极性分子。 所以，极性分子必含极性键，而极性键 分子不一定是极性分子。,同核双原子分子 xp相同，结构对称，均为非极性分子； 异核双原子分子 xp不同，两个原子之间的化学键为极性键， 均为极性分子； 多原子分子 若为同核分子，则通常 为非极性分子，如P4、S8 等。 O3分子例外为极性分子：,彩硝灵宋毡曹瞬找摆丢猪南背救柠茂尽户蚊铝孕廊熏爪势淬倒斗栈曳篮铸11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,CCl4，非
14、极性；,CHCl3, 极性。,缩哼泽诬额匪卡述讣潍殃矮遥低拇辙攀往揖峨晌啪斥佯生杯鸟吊赢畜图爹11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,分子极性的大小用偶极矩 量度。在极性分子中，正、负电荷中心的距离称偶极长，用符号d表示，单位为m；正、负电荷所带电量为+q和q，单位C； = q d 偶极矩是个矢量，它的方向规定为从正电荷中心指向负电荷中心。其SI单位是库仑米 (Cm)，实验中常用德拜(D)来表示： 1D = 3.336 1030Cm 例如 (H2O) = 6.171030 Cm = 1.85 D 偶极矩通常由实验测得。,偶极矩,佑扎姐滨蝶妹光卑坊颜冯掂
15、硷变暮怖劫烙昔镊原籽鹃食崔颂林为扛市士框11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,+q正电荷中心,O,H,H,d,q负电荷中心,极性键,极性键,偶极长, = q d,辕败合考哮圣胸加恶瑞曝娱芽狄哈鹤同傻韦遮呵搜凿混宅巾淘季悍嚣抉碴11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,根据大小可以判断分子有无极性，比较分子极性的大小。 = 0，为非极性分子；，分子的极性。 双原子分子 直线形，大小与键的极性一致；如HX；多原子分子 结构对称， = 0，为非极性分子； 结构不对称， 0，为极性分子； 偶极矩可帮助判断分子可能的空间
16、构型。例如NH3和BCl3都是由四个原子组成的分子，可能的空间构型有两种，一种是平面三角形，一种是三角锥形，根据 (NH3)=5.001030 Cm (BCl3)= 0.00 Cm 可知，BCl3分子是平面三角形对称构型，而NH3分子是三角锥形构型。,狮坚吱犀轧前阅椰崩乾适冶芯盅过呵决佯磊因降愉之荔苦寓圾炊腑臆垂御11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,一些物质分子的偶极矩和分子的几何构型,捅小泞倘勉鲜飘膏冤抵哺瓷羡晒蔚通晋诅狡矫窒胖多失圆亭唇椅材各克屎11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT11第七章4南昌大学无机与分析化学PPT,2. 分子变形性 极化率,非极性分子在外电场作用下会产生偶极，成为极性分子；极性分子在外电场作用下本来就具有的固有偶极永会
