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1、2022年高中化学选修3晶体常识2晶体结构涉及的内容包括：（1）基本概念：周期性有序排列、晶胞及晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、空隙、堆积方式、晶格能、并置碓砌；（2）堆积方式：面心立方、六方、体心立方和简单立方堆积；（3）晶体种类和性质：金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，自范性、各向异性、金属晶体的导电导热和延展性、X射线衍射。这些内容看似零碎，实际上它们有着密切的内在联系，了解和建立它们的关系，对于晶体结构的教与学，深刻理解晶体结构和性质，掌握核心、突出重点都是很重要的。它们的联系可以用下面的结构表示，其中堆积类型是联系晶体基本概念、基本结构与不同晶体类型的结构和性质的桥梁。晶
2、体的定义晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。晶体的特点均匀性各向异性自范性有明显确定的熔点有特定的对称性使X射线产生衍射晶胞矢量a，b，c的长度a，b，c及其相互间的夹角，称为点阵参数或晶胞参数。图1 晶胞结构五、晶体结构的密堆积原理许多晶体中的粒子（包括原子、分子或离子等）总是倾向于采取密堆积的结构，即具有堆积密度大、粒子的配位数高、能充分利用空间等结构特点。密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。密堆积原理是我们研究晶体结构，理解晶体结构的基本原理与实际晶体结构之间关系，解决晶体结构实际问题的重要工具。1定义：所谓密堆积结构是指由无方
3、向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。 面心立方最密堆积（A1）常见的密堆积形型式 六方最密堆积（A3）体心立方密堆积（A2）2面心立方最密堆积(A1)和六方最密堆积(A3)同一层中球间有三角形空隙，平均每个球摊列2个空隙。第二层一个密堆积层中的突出部分正好处于第一层的空隙即凹陷处，第二层的密堆积方式也只有一种，但这两层形成的空隙分成两种：四面体空隙（被四个球包围）正八面体空隙（被六个球包围） 第三层 堆积 方式有两种：突出部分落在正四面体空隙 AB堆积（A3六方最密堆积）突出部分落在正八面体空隙
4、 ABC堆积（A1面心立方最密堆积）3. 体心立方密堆积（A2） A2不是最密堆积。每个球有八个最近的配体（处于边长为a的立方体的8个顶点）和6个稍远的配体，分别处于和这个立方体晶胞相邻的六个立方体中心。故其配体数可看成是14，空间利用率为68.02%。此外，还有A4金刚石型堆积（四面体堆积）和简单立方堆积。表1。 堆积方式及性质小结堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密堆积(A1)面心立方74%12Cu、Ag、Au六方最密堆积(A3)六方74%12Mg、Zn、Ti体心立方密堆积(A2)体心立方68%8(或14)Na、K、Fe金刚石型堆积(A4)面心立方34%4Sn简单立方堆积简单立
5、方526Po六、晶体类型离子晶体 离子键无方向性和饱和性，在离子晶体中正、负离子尽可能地与异号离子接触，采用最密堆积。离子晶体可以看作大离子进行等径球密堆积，小离子填充在相应空隙中形成的。离子晶体多种多样，这里主要介绍以下几种基本结构型式。NaCl型 图2 NaCl的晶胞结构和密堆积层排列分析：（a）立方晶系，面心立方晶胞；（b）Na+和Cl- 配位数都是6；（c）Z=4;（d）Na+，C1-，离子键;（e）Cl- 离子和Na+离子沿（111）周期为|AcBaCb|地堆积，ABC表示Cl- 离子，abc表示Na+离子； Na+填充在Cl-的正八面体空隙中。CsCl型图3 CsCl的晶胞结构分析
6、：（a）立方晶系，简单立方晶胞；（b）Z=1；（c）Cs+，Cl-，离子键； （d）配位数8。ZnS型ZnS是S2-最密堆积，Zn2+填充在一半四面体空隙中。分立方ZnS和六方ZnS。立方ZnS:（a）立方晶系，面心立方晶胞，Z=4；（b）S2-立方最密堆积|AaBbCc|；（c） 配位数4。 六方ZnS:（a）六方晶系，简单六方晶胞；（b）Z=2；（c）S2-六方最密堆积|AaBb|； （d）配位数4。2金属晶体金属键是一种很强的化学键，其本质是金属中自由电子在整个金属晶体中自由运动，从而形成了一种强烈的吸引作用。绝大多数金属单质都采用A1、A2和A3型堆积方式；而极少数如：Sn、Ge、Mn
7、等采用A4型或其它特殊结构型式。分子晶体定义：单原子分子或以共价键结合的有限分子，由分子间作用力凝聚而成的晶体。常见分子晶体介绍。4原子晶体定义：以共价键形成的晶体。共价键有方向性和饱和性，因此，原子晶体一般硬度大，熔点高，不具延展性。习题选讲研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则：（1）第二层离子有 个，离中心离子的距离为 ，它们是 离子。 （2）已知在晶体中Na+离子的半径为116pm，Cl-离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。
