《工程化学》课程教学资源_课件2018版_第八章 晶体结构

中东理子大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 第8章晶体结构

8.1晶体的特征 晶体一由原子、分子、离子等微粒在空间按一 定规律周期性地重复排列而成的固体物质。 8.1.1晶体的基本性质 (1)整齐规则的几何外形 00

8. 1 晶体的特征 晶体——由原子、分子、离子等微粒在空间按一 定规律周期性地重复排列而成的固体物质。 8.1.1晶体的基本性质 （1）整齐规则的几何外形 （2）各向异性的特征 （3）具有固定的熔点 （4）X射线衍射效应

(2)各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的传热、 导电、强度等性质. (3)确定的熔点. (4)X射线的衍射效应：周期性排列的晶体相当于三维 光栅，可使X射线产生衍射效应. 注意：同一种物质在不同的条件下既可形成晶体，也 可形成非晶体，晶体和非晶体之间并无不可逾越的 鸿沟

(2)各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的传热、 导电、强度等性质． (3)确定的熔点． (4)Ｘ射线的衍射效应：周期性排列的晶体相当于三维 光栅，可使Ｘ射线产生衍射效应． 注意：同一种物质在不同的条件下既可形成晶体，也 可形成非晶体，晶体和非晶体之间并无不可逾越的 鸿沟．

8.1.2点阵（晶格） (1)晶格 结点一晶体中的微粒抽象成几何上的点。 晶格—结点按一定规则组成的几何图形。 (2)晶胞一晶体的一个基本结构单元。 NaCI晶格 (3)晶胞参数 六面体的3条边长：a、b、c bc、ca、ab所形成的3个夹角：a、B、Y

（2）晶胞——晶体的一个基本结构单元。 （3）晶胞参数 六面体的3条边长：a、b、c bc、ca、ab所形成的3个夹角：α、β、γ （1）晶格 结点——晶体中的微粒抽象成几何上的点。 晶格——结点按一定规则组成的几何图形。 NaCl晶格 8.1.2 点阵（晶格）

(4)7种晶系 晶系 边长 夹角 晶体实例 立方 a=b=c a=β=Y=900 Cu NaCl 四方 a=b≠c a=β=Y=900 Sn SnO2 正交 ab≠c a=β=y=900 12 HgCl2 三方 a=b=c a=B=Y≠900 Bi Al2O3 六方 a=b≠c a=B=900V=1200 Mg Agl 单斜 ab≠c a=y=900B≠900 S KCIO3 三斜 ab≠c aβy900 CuSO5H2O d=b=0 a=b=c a=币==90 a==y+90 立方 实例：(G Nic 三方 实例：所A0 a≠b≠ a=b+c 4==90 4==90 1y≠90 四方 安：Sg50) 单斜 实例：0《)

（4） 7 种晶系 晶 系 边 长 夹 角 晶体实例 立方 四方 正交 三方 六方 单斜 三斜 a=b=c a=b≠c a≠b≠c a=b=c a=b≠c a≠b≠c a≠b≠c α=β=γ=900 α=β=γ=900 α=β=γ=900 α=β=γ≠900 α=β=900 γ=1200 α=γ=900 β≠900 α≠β≠γ≠900 Cu NaCl Sn SnO2 I2 HgCl2 Bi Al2O3 Mg AgI S KClO3 CuSO4·5H2O

8.2晶体的基本类型 8.2.1.离子晶体 在晶格结点上交替排列着正离子 和负离子，正、负离子之间以离子键 结合而形成的晶体称为离子晶体· NaCL晶 离子半径：正离子半径小，负离子半 体 径大，周期表中从上到下半径增加， 从左到右半径半径减小· 晶格能：将1mo的离子晶体解离成自由的气态正 负离子所吸收的能量称为离子晶体的晶格能. 其大小反映了离子间结合力的强弱

8.2晶体的基本类型 8.２.1.离子晶体 在晶格结点上交替排列着正离子 和负离子，正、负离子之间以离子键 结合而形成的晶体称为离子晶体． 离子半径：正离子半径小，负离子半 径大，周期表中从上到下半径增加， 从左到右半径半径减小． NaCL晶 体 晶格能：将1mol的离子晶体解离成自由的气态正 负离子所吸收的能量称为离子晶体的晶格能． 其大小反映了离子间结合力的强弱

8.2.2原子晶体 在原子晶体的晶格结点上排列着中性原 子，原子间以强的共价键相结合，如单质 硅(S)、金钢石(C)、二氧化硅 （SiO,)、碳化硅(SiC)金刚砂、金刚 石(C)和氮化硼BN(立方)等。以典型 原子晶体二氧化硅晶体（S0,方石英)为 例，每一个硅原子位于正四面体的中心， 氧原子位于正四面体的顶点，每一个氧原 子和两硅原子相连。如果这种连接向整个 空间延伸，就形成了三维网状结构的巨型 “分子

8.２.２原子晶体 在原子晶体的晶格结点上排列着中性原 子，原子间以强的共价键相结合，如单质 硅（Si）、金钢石（C）、二氧化硅 （SiO2）、碳化硅（SiC）金刚砂、金刚 石（C）和氮化硼BN（立方）等。以典型 原子晶体二氧化硅晶体（SiO2方石英）为 例，每一个硅原子位于正四面体的中心， 氧原子位于正四面体的顶点，每一个氧原 子和两硅原子相连。如果这种连接向整个 空间延伸，就形成了三维网状结构的巨型 “分子

硅 0氧 金刚石晶胞 石英晶胞

金刚石晶胞 石英晶胞

8.2.3分子晶体 ○0-0 C02 以共价键构成的中性 分子在降温凝聚时，可 以通过分子间力或氢键 的作用凝聚起来，形成 分子晶体. 二氧化碳分子晶体 在分子晶体由于作用力弱，仅提供少量能量 , 晶体会被破坏，所以分子晶体硬度小，熔点低， 挥发性大

8.2.3 分子晶体 以共价键构成的中性 分子在降温凝聚时，可 以通过分子间力或氢键 的作用凝聚起来，形成 分子晶体． 在分子晶体由于作用力弱，仅提供少量能量， 晶体会被破坏，所以分子晶体硬度小，熔点低， 挥发性大

8.2.4金属晶体 (1)自由电子模型 金属键的形象说法是，失去电子的金属离子 浸在自由电子的海洋中。 金属离子通过吸引自由电子联系在一起，形 成金属晶体。 应用自由电子模型可以解释金属的不透明、 光泽、导电、传热、延展性等

8.2.4 金属晶体 （１）自由电子模型 金属键的形象说法是，失去电子的金属离子 浸在自由电子的海洋中。 金属离子通过吸引自由电子联系在一起，形 成金属晶体 。 应用自由电子模型可以解释金属的不透明、 光泽、导电、传热、延展性等．