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1、第一节 认识晶体一、晶体的特性1.晶体与非晶体(1)晶体：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。(P69,1D) (2)非晶体：内部原子或分子的排列 呈现杂乱无章的分布状态。2.晶体的特性:(P68) （1）具有规则的几何外形。 （2）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。（3）各向异性：晶体在不同方向上表现 出不同的物理性质。（4）对称性：晶体的外形和内部结构都 具有特有的对称性。（5）有固定的熔点而非晶态没有。3.晶体的种类 (P69)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
2、和分子晶体。离子晶体金属晶体原子晶体分子晶体内部微粒阴阳离子金属原子原子分子作用力离子键键金属键键共价键键分子间间 作用力二、晶体结构的堆积模型组成晶体的原子、离子或分子在没有 其他因素（如共价键的方向性）影响时， 在空间的排列大都服从紧密堆积原理，这 是因为分别借助于没有方向性的金属键、 离子键和分子间相互作用形成的金属晶体 、离子晶体和分子晶体的结构中，都趋向 于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分 子分布于周围，并以密堆积的方式降低体 系的能量，使晶体变得比较稳定。金属晶体原子平面排列方式有几种？(P71) (配位数：一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目)非密置层A143213642A
3、5密置层配位数为4配位数为6AB21在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围 6 个球相切，在中心的周围形成 6 个凹位，将其算为第一层。1.等径圆球的密堆积由于金属键没有方向性，每个金属原子中的 电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶 体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而 成的。等径圆球的密堆积方式有A3型最密堆积 ，A1型最密堆积。123456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 )123456AB，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。下图是A3型六方 紧密堆积的前视图ABABA第
4、一种是将球对准第一层的球。123456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-A3型。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )A3型最密堆积（配位数为12）（例如镁）六方密堆积六方密堆积配位数配位数： 12 12 。 ( ( 同层同层 6 6，上下层各上下层各 3 3 ) )晶胞含金属原子数:6 金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式镁型镁型第三层的另一种排列方式，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。123456123456123456123456面心立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排 A，于是形成 ABC
5、 ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积A1型。 配位数 12 。( 同层 6， 上下层各 3 ) A1型最密堆积（配位数为12）（例如铜）面心立方 BCA晶胞含金属原子数:4金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式铜型铜型BCAABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。 体心立方体心立方堆积堆积非密置层层层堆积情况2： 相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中体心立方堆积配位数： 28晶胞含金属原子数: 金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。金属钾 K 的 立方体心堆积 还有一种空间利用率稍低的堆积方式A2型-立
6、方体心堆积：立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。 配位数 8 ，空间利用率为 68.02% 。六方紧密堆积 (A3, ABAB，如：金属镁) 面心立方紧密堆积 (A1, ABC，如：金属铜)立方体心堆积 (A2, 如金属钾)金属的 堆积方式堆积模 型采纳这 种堆积的典 型代表配位数晶胞镁型 A3Mg Zn Ti12简单 立方Po6钾型 A2K Na Fe8铜型 A1Cu Ag Au12总 结52%68%74%74%空间利 用率2.非等径圆球的密堆积由离子构成的晶体可视为不等径圆球的密堆 积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先 按一定方式做等径圆球的密堆积。小球再填充
7、在大球所形成的空隙中。 配位数：一个原子或离子周围所邻接的原子或离子 的数目。 如NaCl配位数为6，即每个Na+离子周围 直接连有6个CI-，反之亦然。2.离子晶体属非等径圆球的密堆积方式 ：大球先按一定的方式做等径圆球密堆积小球再填充到大球所形成的空隙中NaCl： 离 子先以A1型紧 密堆积， 离 子再填充到空 隙中。ZnS： 离子 先以A1型紧密 堆积， 离 子再填充到空 隙中。ClNaS2Zn2分子晶体属非等径圆球密堆积方式： 分子晶体尽可能采取紧密堆积的方式，但受到分 子形状的影响。例如： 干冰采用A1型紧密堆积方式而冰中水分子的堆积受到 的影响原子晶体不服从紧密堆积方式：共价键具有
8、 性和 性，因此一个原子周围结 合其它原子的数目是 （有限、无限）的，方向 是 （一定、不固定）的。氢键饱和方向有限 一定三、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基本重复单位。(2)晶 胞一定是一个平行六面体，其三条边的长度不一定相 等也不一定互相垂内；晶胞的形状和大小由具体晶 体的结构所决定，晶胞不能是八面体或六方柱体等其 他形状。(3)整个晶体就是晶胞按其周期性在二维空间 重复排列而成的。这种排列必须是晶胞的并置堆砌。 所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同 时，相邻的八个平行六面体均能共顶点相连接。2. 常见三种密堆积的晶胞六方晶胞-A3型面心立方晶胞-A1型体心立方晶胞-A2型3.晶胞中微粒数的计算(1)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：121/6 + 21/2 + 3 = 6 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：顶 -1/8 棱-1/4 面-1/2 心-1（2）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：81/8 + 61/2 = 4(3)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：81/8 + 1 = 2
