重庆大学：《大学化学》课程教学资源（教案讲义）第7章 晶体结构

第7章晶体结构(讲授3学时) Chapter7 structure of crystal 本章教学内容 晶体的特征。晶体的基本类型。 实际晶体。晶体的缺陷和信息材料。 合金。液体及其显示原理。 本章教学要求: (1)了解晶体的基本特征、基本类型; 2)了解单质的晶体结构及其物理性质的周期性 (3)了解晶体的缺陷。 本章教学重点 (1)晶体的基本特征、基本类型,混合键型的晶体 (2)周期系中元素单质的晶体类型; (3)杂质缺陷与信息材料。 本章思考题:P31,2,3,7

37 第 7 章 晶体结构（讲授 3 学时） Chapter 7 structure of crystal 本章教学内容： 晶体的特征。晶体的基本类型。 实际晶体。晶体的缺陷和信息材料。 合金。液体及其显示原理。 本章教学要求： （1） 了解晶体的基本特征、基本类型； （2） 了解单质的晶体结构及其物理性质的周期性； （3） 了解晶体的缺陷。 本章教学重点： （1） 晶体的基本特征、基本类型，混合键型的晶体 （2） 周期系中元素单质的晶体类型； （3） 杂质缺陷与信息材料。 本章思考题：P183 1，2，3，7

7.1晶体的基本特征 晶体一一原子、离子、分子等微粒在空间按一定规律周期性的重复排列构成的 固体物质。 (1)整齐规则的几何形状 (2)各向异性的特征 (3)固定的熔点 (4)X射线的衍射效应 晶体「单晶体 多晶体 7.2晶体的基本类型 (1)四种基本类型的晶体 晶体类型|结合力熔沸点、硬度导电性 周期表中的位置 离子晶体离子键较高 水溶液导电存在于化合物中 原子晶体共价键高 半导体 ⅣVA:C,Si,Ge,ⅢIA:B 分子晶体分子间力低 绝缘体 P区非金属元素 金属晶体金属键较高 良导体 S区,d区,ds区金属 (2)混合键型的晶体 1)连状结构晶体一一硅酸盐晶体

38 7.1 晶体的基本特征 晶体——原子、离子、分子等微粒在空间按一定规律周期性的重复排列构成的 固体物质。 （1） 整齐规则的几何形状 （2） 各向异性的特征 （3） 固定的熔点 （4） X 射线的衍射效应 晶体 单晶体 多晶体 7.2 晶体的基本类型 （1） 四种基本类型的晶体 晶体类型 结合力 熔沸点、硬度 导电性 周期表中的位置 离子晶体 离子键 较高 水溶液导电 存在于化合物中 原子晶体 共价键 高 半导体 ⅣA：C,Si,Ge,ⅢA:B 分子晶体 分子间力 低 绝缘体 P 区非金属元素 金属晶体 金属键 较高 良导体 S 区,d 区,ds 区金属 （2） 混合键型的晶体 1）连状结构晶体——硅酸盐晶体

2)层状结构晶体—一石墨了同层:σ键、大π键 层间:分子间力 石墨结构: (1)以sp2杂化形成3个sp3-sp2的o键,键角为120°,构成一个正六边形的平面层 在曾中每个碳原子还有1个垂直于sp2杂化轨道的2p轨道,其中各有剩余的1 个2p电子。着相互平行的p轨道可以相互重叠形成遍及整个平面层的离域大r 键,具有金属键性质 (2)层间为相对较弱的分子间力 7.3单质的晶体结构及其物理性质的周期性 (1)周期系中元素单质的晶体类型 s区--d区、ds区一p区ⅢA、ⅣVA-—p区VA—ⅦA、0族 金属晶体 原子晶体过渡性晶体分子晶体 (2)球碳C 图712球碳60的结构 (3)对角线规则 (3)单质的物理性质

39 2）层状结构晶体——石墨 同层：σ键、大π键 层间：分子间力 石墨结构: (1)以 sp2 杂化形成 3 个 sp2 - sp2 的  键,键角为 120º,构成一个正六边形的平面层. 在曾中每个碳原子还有 1 个垂直于 sp2 杂化轨道的 2p 轨道，其中各有剩余的 1 个 2p 电子。着相互平行的 p 轨道可以相互重叠,形成遍及整个平面层的离域大  键,具有金属键性质 (2)层间为相对较弱的分子间力 7.3 单质的晶体结构及其物理性质的周期性 （1）周期系中元素单质的晶体类型 s 区——d 区、ds 区——p 区ⅢA、ⅣA————p 区ⅤA—ⅦA、0 族 金属晶体 原子晶体 过渡性晶体 分子晶体 （2）球碳 C60 （3）对角线规则 （3） 单质的物理性质

1)密度 2)熔点、硬度 3)导电性 7.5晶体缺陷( crystal defect) 7.5.1晶体缺陷类型 (1)点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 0 O OO OO (2)本征缺陷 ⊙⊙ e⊙ (4)杂质缺陷

40 1）密度 2）熔点、硬度 3）导电性 7.5 晶体缺陷(crystal defect) 7.5.1 晶体缺陷类型 (1) 点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 （2）本征缺陷 （4） 杂质缺陷

质原子 杂质击F 7.5.2杂质缺陷与信息材料 (1)P型半导体:单晶硅中掺入B、Ga等 (2)N型半导体:单晶硅中掺入As、P、Sb等 (3)P-N结:单晶硅中一端掺入Ga,另一端掺入As

41 7.5.2 杂质缺陷与信息材料 （1） P 型半导体：单晶硅中掺入 B、Ga 等 （2） N 型半导体：单晶硅中掺入 As、P、Sb 等 （3） P-N 结：单晶硅中一端掺入 Ga，另一端掺入 As