高三化學(xué)總復(fù)習(xí)基本理論晶體結(jié)構(gòu)(1)

1、高三化學(xué)總復(fù)習(xí)高三化學(xué)總復(fù)習(xí)晶晶 體體 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)一、基礎(chǔ)知識(shí)回顧一、基礎(chǔ)知識(shí)回顧（一）晶體的概念及性質(zhì)（一）晶體的概念及性質(zhì)晶體晶體決定晶體物理性質(zhì)的因素是什么決定晶體物理性質(zhì)的因素是什么?通過(guò)結(jié)晶得到的具有規(guī)則幾何外形的通過(guò)結(jié)晶得到的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。固體叫晶體。晶體中的微粒按一定的晶體中的微粒按一定的規(guī)則規(guī)則排列排列。有固定的熔點(diǎn)有固定的熔點(diǎn)構(gòu)成晶體微粒之間的結(jié)合力。構(gòu)成晶體微粒之間的結(jié)合力。結(jié)合力越強(qiáng)，晶體的結(jié)合力越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)越高，晶越高，晶體的體的硬度硬度越大。越大。（二）微粒間的作用力（二）微粒間的作用力化學(xué)鍵：化學(xué)鍵：分子間作用力分子間作用力相鄰原子之間強(qiáng)

2、烈的相互作用。相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用。（1）離子鍵）離子鍵（2）共價(jià)鍵）共價(jià)鍵（3）金屬鍵）金屬鍵概念？概念？ 影響因素？影響因素？如何判斷離子鍵的存在？如何判斷離子鍵的存在？概念？概念？ 類型？類型？如何判斷共價(jià)鍵的強(qiáng)弱？如何判斷共價(jià)鍵的強(qiáng)弱？影響因素？影響因素？概念？概念？ 影響因素？影響因素？如何認(rèn)識(shí)分子間作用力和共價(jià)鍵？如何認(rèn)識(shí)分子間作用力和共價(jià)鍵？分子間作用力（范德瓦耳斯力）分子間作用力（范德瓦耳斯力）實(shí)質(zhì)不同實(shí)質(zhì)不同 分子間作用力是分子間作用力是分子之間分子之間的作用力的作用力 共價(jià)鍵是共價(jià)鍵是分子內(nèi)部分子內(nèi)部原子之間的作用力。原子之間的作用力。 強(qiáng)度不同強(qiáng)度不同能量較小，一般

3、幾個(gè)到數(shù)十個(gè)能量較小，一般幾個(gè)到數(shù)十個(gè)KJ/molKJ/mol； 共價(jià)鍵一般共價(jià)鍵一般120-800120-800KJ/molKJ/mol。 對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也就越高。大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也就越高。 分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響規(guī)律分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響規(guī)律氫氫 鍵鍵共價(jià)型分子中八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷共價(jià)型分子中八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷1 1、分子中若含有氫元素，則、分子中若含有氫元素，則氫原子氫原子不能滿足最外不能滿足最外層層8 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。2 2、若某元素、若某

4、元素化合價(jià)化合價(jià)絕對(duì)值絕對(duì)值與其原子與其原子最外層電子最外層電子數(shù)數(shù)之和等于之和等于8 8，則該元素的原子滿足，則該元素的原子滿足8 8電子穩(wěn)定結(jié)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則不滿足。構(gòu)；否則不滿足。（三）四種晶體的比較（三）四種晶體的比較離子晶體離子晶體1、離子、離子間通過(guò)間通過(guò)離子鍵離子鍵結(jié)合而成的晶體。結(jié)合而成的晶體。2、離子晶體的特點(diǎn)、離子晶體的特點(diǎn)無(wú)單個(gè)分子存在；無(wú)單個(gè)分子存在；NaCl不表示分子式。不表示分子式。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難壓縮熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難壓縮,但質(zhì)地較脆但質(zhì)地較脆.水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。3、哪些物質(zhì)屬于離子晶體？、哪些物質(zhì)屬于離子晶體

5、？強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、大部分鹽類。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、大部分鹽類。分子晶體分子晶體1、分子間通過(guò)、分子間通過(guò)分子間作用力分子間作用力結(jié)合成的晶體。結(jié)合成的晶體。2、分子晶體的特點(diǎn)、分子晶體的特點(diǎn)有單個(gè)分子存在；化學(xué)式就是分子式。有單個(gè)分子存在；化學(xué)式就是分子式。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小，易升華。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小，易升華。3、哪些物質(zhì)可以形成分子晶體？、哪些物質(zhì)可以形成分子晶體？ 鹵素、氧氣、等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有鹵素、氧氣、等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物、氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物、酸、多數(shù)有機(jī)物等。酸、多數(shù)有機(jī)物等。原子晶體原子晶體1、原子間通過(guò)共價(jià)

6、鍵結(jié)合成的具有、原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成的具有空間網(wǎng)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀結(jié)構(gòu)的晶體。的晶體。2、原子晶體的特點(diǎn)、原子晶體的特點(diǎn)3、哪些物質(zhì)屬于原子晶體、哪些物質(zhì)屬于原子晶體金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。晶體類型晶體類型 離子晶體離子晶體 原子晶體原子晶體 分子晶體分子晶體 金屬晶體金屬晶體概念概念 離子間離子鍵離子間離子鍵 原子間共價(jià)鍵原子間共價(jià)鍵 分子間分子力分子間分子力 金屬離子和金屬離子和e金屬鍵金屬鍵晶體質(zhì)點(diǎn)晶體質(zhì)點(diǎn) 陰、陽(yáng)離子陰、陽(yáng)離子 原子原子 分子分子 金屬離子原子和金屬

7、離子原子和e作用力作用力 離子鍵離子鍵 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 分子間力分子間力 金屬鍵金屬鍵物理性質(zhì)物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn) 較高較高 最高最高 很低很低 一般高少數(shù)低一般高少數(shù)低硬度硬度 較硬較硬 最硬最硬 硬度小硬度小 多數(shù)硬少數(shù)軟多數(shù)硬少數(shù)軟溶解性溶解性 易溶于水易溶于水 難溶任何溶劑難溶任何溶劑 相似相溶相似相溶 難溶難溶導(dǎo)電性導(dǎo)電性 溶、熔可溶、熔可 硅、石墨可硅、石墨可 部分水溶液可部分水溶液可 固、熔可固、熔可實(shí)例實(shí)例 鹽鹽MOH MO C Si SiO2 SiC HX XOn HXOn 金屬或合金金屬或合金四種晶體的比較四種晶體的比較（四）晶體類型的判斷（四）晶體類型的判斷從物質(zhì)的分類上判

8、斷：從物質(zhì)的分類上判斷：從性質(zhì)上判斷：從性質(zhì)上判斷：固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電：固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電：離子晶體；離子晶體；固態(tài)時(shí)導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)也導(dǎo)電：固態(tài)時(shí)導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)也導(dǎo)電：金屬晶體及石墨；金屬晶體及石墨；固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)也不導(dǎo)電：固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電熔融狀態(tài)時(shí)也不導(dǎo)電：分子晶體、原子晶體分子晶體、原子晶體。 高高：原子晶體；：原子晶體；中中：離子晶體；：離子晶體；低低：分子晶體：分子晶體離子晶體離子晶體：強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽類、活潑金屬氧化物；：強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽類、活潑金屬氧化物；分子晶體分子晶體：大多數(shù)非金屬單質(zhì)（金剛石、石墨、晶體硅、晶：大多數(shù)非金屬單質(zhì)（金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼

9、除外）及氧化物（體硼除外）及氧化物（ SiO2除外），所有的酸及非金屬氫化除外），所有的酸及非金屬氫化物，大多數(shù)有機(jī)物等。物，大多數(shù)有機(jī)物等。原子晶體原子晶體：金剛石、晶體硅、晶體硼、：金剛石、晶體硅、晶體硼、SiO2、SiC、BN等等金屬晶體金屬晶體：金屬單質(zhì)（液態(tài)：金屬單質(zhì)（液態(tài)Hg除外）及合金除外）及合金熔沸點(diǎn)和硬度熔沸點(diǎn)和硬度物質(zhì)的導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性（五）晶體化學(xué)基礎(chǔ)（五）晶體化學(xué)基礎(chǔ)每個(gè)晶體是由無(wú)數(shù)個(gè)晶胞連在一起形成的，故晶胞的結(jié)每個(gè)晶體是由無(wú)數(shù)個(gè)晶胞連在一起形成的，故晶胞的結(jié)構(gòu)反映了晶體的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)于某些晶體我們就可以通過(guò)研構(gòu)反映了晶體的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)于某些晶體我們就可以通過(guò)研究晶

10、胞結(jié)構(gòu)來(lái)研究晶體結(jié)構(gòu)。究晶胞結(jié)構(gòu)來(lái)研究晶體結(jié)構(gòu)。 晶胞晶胞從晶體中從晶體中“截取截取”出來(lái)的具有代表性的最小部分出來(lái)的具有代表性的最小部分。 （晶體中的最小重復(fù)單元）（晶體中的最小重復(fù)單元）三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)均攤法是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目如某個(gè)粒子為如某個(gè)粒子為n個(gè)圖形（晶胞）所共有個(gè)圖形（晶胞）所共有，則該粒子有，則該粒子有1/n屬于一個(gè)圖形。屬于一個(gè)圖形。（1）長(zhǎng)方體（正方體）：）長(zhǎng)方體（正方體）：位于晶胞位于晶胞頂點(diǎn)頂點(diǎn)的微粒，實(shí)際提供給晶胞的只有的微粒，實(shí)際提供給晶胞的只有1/81/8；位于晶胞位于晶胞棱上棱上的微粒，實(shí)際提供給晶胞的只有的微粒，實(shí)

11、際提供給晶胞的只有1/41/4；位于晶胞位于晶胞面心面心的微粒，實(shí)際提供給晶胞的只有的微粒，實(shí)際提供給晶胞的只有1/21/2；位于晶胞位于晶胞中心中心的微粒，實(shí)際提供給晶體的是的微粒，實(shí)際提供給晶體的是1 1。（2）非長(zhǎng)方體（非正方體）：）非長(zhǎng)方體（非正方體）：視具體情況分析。視具體情況分析。如：石墨石墨平均每個(gè)碳原子對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)是平均每個(gè)碳原子對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)是：1/31/3二、晶體常見題型二、晶體常見題型C例例1（西安市競(jìng)賽題）右圖所示晶體結(jié)（西安市競(jìng)賽題）右圖所示晶體結(jié)構(gòu)是一種具有優(yōu)良的壓電、鐵電、電構(gòu)是一種具有優(yōu)良的壓電、鐵電、電光等功能的晶體材料的最小結(jié)構(gòu)單元光等功能的晶體材料的最小

12、結(jié)構(gòu)單元（晶胞）。晶體內(nèi)與每個(gè)（晶胞）。晶體內(nèi)與每個(gè)“Ti”緊鄰的緊鄰的氧原子數(shù)和這種晶體材料的化學(xué)式分氧原子數(shù)和這種晶體材料的化學(xué)式分別是（各元素所帶電荷均已略去）別是（各元素所帶電荷均已略去）(A)8；BaTi8O12 (B)8；BaTi4O9(C) 6；BaTiO3 (D) 3；BaTi2O3例例2 1987年年2月，朱經(jīng)武教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化物月，朱經(jīng)武教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化物在在90K下具有超導(dǎo)性，若該化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下具有超導(dǎo)性，若該化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能為（）下圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能為（）A.YBa2CuO7-x B. YBa2Cu2O7-x

13、C. YBa2Cu3O7-x D. YBa2Cu4O7-x 計(jì)算晶胞中各原子數(shù)：計(jì)算晶胞中各原子數(shù)：Y：1Ba：2Cu：81/8 +81/4 = 3C例：最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子例：最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示。頂角和面心的原子是鈦原圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的化學(xué)式是（子，則它的化學(xué)式是（ ）A.TiC B.Ti6C7 C.Ti14C13 D.Ti13C14此題給出的是分子簇結(jié)構(gòu)而非晶體結(jié)構(gòu)，故只需數(shù)出原子的此題給出的是分子簇結(jié)構(gòu)而非晶體結(jié)構(gòu)，故只需數(shù)出原

14、子的數(shù)目即可。數(shù)目即可。 均攤法是研究晶體結(jié)構(gòu)的常用方法，但要注意以均攤法是研究晶體結(jié)構(gòu)的常用方法，但要注意以下題型：下題型： 例例11右圖為右圖為NaCl晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。它向三晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。它向三維空間延伸得到完美晶體。試回答：維空間延伸得到完美晶體。試回答：（1）一個(gè)）一個(gè)NaCl晶胞中有晶胞中有 個(gè)個(gè)Na，有有個(gè)個(gè)Cl。（2）一定溫度下，用一定溫度下，用X射線衍射法測(cè)得晶胞的射線衍射法測(cè)得晶胞的邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為a cm，求該溫度下求該溫度下NaCl晶體的密度。晶體的密度。（3）若）若NaCl晶體的密度為晶體的密度為g/cm3，則則 NaCl晶晶體中體中Na與與Na十十之間的最短距離是多

15、少？之間的最短距離是多少？81/861/24112144m/VnM/V58.5 4(NAa3) 例例22右圖為右圖為NaCl晶胞結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu),已知已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)晶體晶胞結(jié)構(gòu)為為NaCl型，由于晶體缺陷，型，由于晶體缺陷，x值小于值小于1。測(cè)知。測(cè)知FexO晶體晶體的密度為的密度為5.71g/cm3，晶胞邊長(zhǎng)為晶胞邊長(zhǎng)為4.281010m。（1） FexO中的中的x值（精確至值（精確至0.01）為）為；（2）晶體雖的）晶體雖的Fen+分別為分別為Fe2+和和Fe3+，在在Fe2+和和Fe3+的總數(shù)中，的總數(shù)中， Fe2+所占分?jǐn)?shù)所占分?jǐn)?shù)（用小數(shù)表示）為（用小數(shù)表示）為；（3）此晶體的化

16、學(xué)式為）此晶體的化學(xué)式為；（4）與某個(gè)）與某個(gè)Fe2+或或Fe3+距離最近且距離相等的距離最近且距離相等的O2離離子圍成的空間幾何形狀是子圍成的空間幾何形狀是；（5）在晶體中鐵元素的離子間最短距離為）在晶體中鐵元素的離子間最短距離為 m。0.920.826正八面體正八面體3.031010Fe0.762+Fe0.163+O 例例33金晶體的最小重復(fù)單元（也稱晶胞）是面心立方金晶體的最小重復(fù)單元（也稱晶胞）是面心立方，即在立方體的，即在立方體的8 8個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)金原子，各個(gè)面的個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)金原子，各個(gè)面的面心上各有一個(gè)金原子（如圖），每個(gè)金原子被相鄰面心上各有一個(gè)金原子（如圖），每個(gè)金原子

17、被相鄰的晶胞共用。金原子的直徑為的晶胞共用。金原子的直徑為d d，用用N NA A表示阿伏加德表示阿伏加德羅常數(shù)，羅常數(shù)，MM表示金的摩爾質(zhì)量。表示金的摩爾質(zhì)量。(1)(1)金晶體中每個(gè)晶胞中含有金晶體中每個(gè)晶胞中含有個(gè)金原子；個(gè)金原子；(2)(2)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應(yīng)假定外，還應(yīng)假定 。(3)(3)一個(gè)晶胞的體積是多少？一個(gè)晶胞的體積是多少？(4)(4)金晶體的密度是多少？金晶體的密度是多少？ 4在立方體各個(gè)面的對(duì)角線上在立方體各個(gè)面的對(duì)角線上3個(gè)金原子彼個(gè)金原子彼此兩兩相切此兩兩相切 例例1 1 C C6060是碳

18、單質(zhì)家族中的新成員，已知每個(gè)碳是碳單質(zhì)家族中的新成員，已知每個(gè)碳原子與其它三個(gè)碳原子相連。請(qǐng)根據(jù)碳的成鍵方原子與其它三個(gè)碳原子相連。請(qǐng)根據(jù)碳的成鍵方式計(jì)算式計(jì)算C C6060分子中存在分子中存在 _條條C CC C單鍵；單鍵； _條條C=CC=C雙鍵？雙鍵？ 分析：碳原子的成鍵方式：每個(gè)碳原子通過(guò)分析：碳原子的成鍵方式：每個(gè)碳原子通過(guò)4 4條共條共價(jià)鍵與其它原子成鍵。其成鍵方式圖為：價(jià)鍵與其它原子成鍵。其成鍵方式圖為： 由圖可以看出：每個(gè)由圖可以看出：每個(gè)C CC C單鍵為單鍵為2 2個(gè)個(gè)碳原子所擁有，故每個(gè)碳原子占有碳原子所擁有，故每個(gè)碳原子占有2 21/2=11/2=1條條C CC C單鍵

19、，分子中共有單鍵，分子中共有1 160=6060=60條條C CC C單鍵；每個(gè)單鍵；每個(gè)C=CC=C雙鍵雙鍵為為2 2個(gè)碳原子所擁有，故每個(gè)碳原子個(gè)碳原子所擁有，故每個(gè)碳原子占有占有1 11/2=1/21/2=1/2條條C=CC=C雙鍵，分子中雙鍵，分子中共有共有1/21/260=3060=30條條C=CC=C雙鍵。雙鍵。 6030 例例22 石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由無(wú)數(shù)石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由無(wú)數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成，則個(gè)正六邊形構(gòu)成，則: :(1)(1)平均每一個(gè)正六邊形所占的碳原子數(shù)為平均每一個(gè)正六邊形所占的碳原子數(shù)為 ; ;(2)(2)石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與碳一

20、碳化學(xué)鍵之比是石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與碳一碳化學(xué)鍵之比是；（3 3）ngng碳原子可構(gòu)成碳原子可構(gòu)成個(gè)正六邊形。個(gè)正六邊形。 每個(gè)碳原子為三個(gè)正六邊形共用，每個(gè)碳原子為三個(gè)正六邊形共用， 每個(gè)正六邊形的碳原子數(shù)為每個(gè)正六邊形的碳原子數(shù)為61/3 = 22 又每個(gè)正六邊形所占的又每個(gè)正六邊形所占的CC鍵數(shù)為：鍵數(shù)為：61/2 = 3碳原子數(shù)與碳一碳化學(xué)鍵之比是碳原子數(shù)與碳一碳化學(xué)鍵之比是23232323(n/12)NA2三、常見的幾種晶體類型三、常見的幾種晶體類型CsClNaCl干冰干冰石墨石墨金剛石金剛石SiO2NaClNaCl的晶體結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)（1 1）每個(gè)晶胞由）每個(gè)晶胞由 個(gè)小立方體

21、組成（見右圖），個(gè)小立方體組成（見右圖）， 每個(gè)小立方體的每個(gè)小立方體的 個(gè)頂點(diǎn)分上有個(gè)頂點(diǎn)分上有 個(gè)個(gè)NaNa+ +和和 個(gè)個(gè)ClCl， 它們分別位于小立方體互不相鄰的四個(gè)頂點(diǎn)上。它們分別位于小立方體互不相鄰的四個(gè)頂點(diǎn)上。（2 2）每個(gè)晶胞中含有）每個(gè)晶胞中含有NaNa+ +數(shù)目為：數(shù)目為： 8 81/81/86 61/21/24 4，含有，含有ClCl數(shù)目為：數(shù)目為：1 112121/41/44 4，故每，故每個(gè)晶胞中含有個(gè)晶胞中含有 4 4 個(gè)個(gè)“NaClNaCl”結(jié)構(gòu)單元；結(jié)構(gòu)單元；（3 3）晶胞中每個(gè)離子都被）晶胞中每個(gè)離子都被 個(gè)異號(hào)離子包圍（上、下、左、右、個(gè)異號(hào)離子包圍（上、下

22、、左、右、前、后），它們之間構(gòu)成前、后），它們之間構(gòu)成 的空間結(jié)構(gòu)；的空間結(jié)構(gòu)；（4 4）晶胞中每個(gè)離子周圍距離最近且等距離的同種離子有）晶胞中每個(gè)離子周圍距離最近且等距離的同種離子有 個(gè)個(gè)（1212條棱的棱心）條棱的棱心）（5 5）設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為）設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為dcmdcm，則晶胞中則晶胞中NaNa+ +和和ClCl的最近距離（即的最近距離（即小立方體的邊長(zhǎng)）為小立方體的邊長(zhǎng)）為 cmcm，則晶胞中同種離子的最近距離為則晶胞中同種離子的最近距離為 cm cm。8 88 84 44 4 6 6正八面體正八面體1212d/2d/2d/2d/2 連接正方體六連接正方體六個(gè)面的面心構(gòu)成一個(gè)面的面心構(gòu)

23、成一個(gè)正八面體。個(gè)正八面體。Na Cl Na Cl （1 1）晶胞為體心立方，每個(gè)立方體的）晶胞為體心立方，每個(gè)立方體的8 8個(gè)頂點(diǎn)分個(gè)頂點(diǎn)分 上有上有 個(gè)個(gè)CsCs+ +（或或ClCl），），體心上有體心上有 個(gè)個(gè)ClCl（或或CsCs+ +）（2 2）每個(gè)晶胞中含有每個(gè)晶胞中含有CsCs數(shù)目為：數(shù)目為： ，含有，含有ClCl數(shù)目數(shù)目為：為： ，故每個(gè)晶胞中含有，故每個(gè)晶胞中含有 個(gè)個(gè)“CsClCsCl”結(jié)構(gòu)單元；結(jié)構(gòu)單元；（3 3）晶胞中每個(gè)離子都被）晶胞中每個(gè)離子都被 個(gè)異號(hào)離子包圍（個(gè)異號(hào)離子包圍（8 8個(gè)頂點(diǎn)），它們之個(gè)頂點(diǎn)），它們之間構(gòu)成間構(gòu)成 的空間結(jié)構(gòu)；的空間結(jié)構(gòu)；（4 4）晶

24、胞中每個(gè)離子周圍距離最近且等距離的同種離子有）晶胞中每個(gè)離子周圍距離最近且等距離的同種離子有 個(gè)，個(gè)，（上、下、左、右、前、后）它們之間構(gòu)成（上、下、左、右、前、后）它們之間構(gòu)成 的空間結(jié)構(gòu)；的空間結(jié)構(gòu)；（5 5）設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為）設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為dcmdcm，則晶胞中同種離子的最近距離為則晶胞中同種離子的最近距離為 cmcm，CsCs+ +和和ClCl的最近距離（即立方體體對(duì)角線的一半）為的最近距離（即立方體體對(duì)角線的一半）為 cm cm；CsClCsCl的晶體結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)8 81 18 81/8=11/8=11 11 18 8立方體立方體6 6正八面體正八面體d dd/2d/2在每個(gè)在每個(gè)C

25、O2周圍等距離且相距最近周圍等距離且相距最近的的CO2共有共有 個(gè)。個(gè)。在每個(gè)小立方體中平均分?jǐn)偟降脑诿總€(gè)小立方體中平均分?jǐn)偟降腃O2 分子數(shù)為：分子數(shù)為： 個(gè)個(gè)干冰晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)12(81/8 + 61/2) = 4 金剛石金剛石在金剛石晶體中，碳原子構(gòu)成的最小環(huán)為非平面在金剛石晶體中，碳原子構(gòu)成的最小環(huán)為非平面(與環(huán)已烷碳環(huán)相似與環(huán)已烷碳環(huán)相似鍵角為鍵角為10928，每個(gè)碳與相鄰，每個(gè)碳與相鄰 4 個(gè)碳構(gòu)成正四面體、個(gè)碳構(gòu)成正四面體、其中其中 n (C) : n(CC) = 1 : (4 1/2) = 1 : 2 每個(gè)碳原子被多少個(gè)六元環(huán)共用呢？每個(gè)碳原子被多少個(gè)六元環(huán)共用呢？相鄰兩

26、條相鄰兩條CC鍵可構(gòu)成鍵可構(gòu)成 2 個(gè)六元環(huán)，它共有個(gè)六元環(huán)，它共有 C24這種相鄰，故共被這種相鄰，故共被 2C24 = 12 個(gè)六元環(huán)共用。個(gè)六元環(huán)共用。同理，每條同理，每條CC鍵被鍵被 2C13 = 6 個(gè)六元環(huán)共用。個(gè)六元環(huán)共用。 金剛石晶胞實(shí)際上是由金剛石晶胞實(shí)際上是由 8 個(gè)相鄰的小立方體并置堆砌而成，黑體碳個(gè)相鄰的小立方體并置堆砌而成，黑體碳位于相互錯(cuò)開排列的位于相互錯(cuò)開排列的 4 個(gè)小立方體的重心，其余碳位于大立方體的個(gè)小立方體的重心，其余碳位于大立方體的8 個(gè)頂點(diǎn)和個(gè)頂點(diǎn)和 6 個(gè)面心。該晶體實(shí)際分?jǐn)偟降奶荚訑?shù)為個(gè)面心。該晶體實(shí)際分?jǐn)偟降奶荚訑?shù)為 (4 + 6 1/2 +

27、 8 1/8) = 8個(gè)。個(gè)。 設(shè)設(shè)CC鍵長(zhǎng)為鍵長(zhǎng)為 d 、晶胞邊長(zhǎng)為晶胞邊長(zhǎng)為 a ，可列：可列： 若令若令 A (0，0，0) 、，、，則則B (1/4， 1/4 ，1/4) 、C (1，1，1) ， 3a = 4d 即即 a = 4 3d / 3，AB = 3(1/4)2 = 3/4，AC = 312 = 3 ，故故AB = AC/4 若令金剛石的密度為若令金剛石的密度為 b，可列：可列： 1mol6.021023(43d /3)3b / 8 = 1mol12g/mol 將將 b = 3.51g/cm3代入，解得代入，解得 d = 1.5510-8 cm = 1.5510-10m（1）金

28、剛石由碳原子構(gòu)成正四面體的單元。）金剛石由碳原子構(gòu)成正四面體的單元。每個(gè)碳原子等距離緊鄰其它每個(gè)碳原子等距離緊鄰其它個(gè)碳原子。個(gè)碳原子。鍵角為鍵角為。金剛石中由共價(jià)鍵構(gòu)成。金剛石中由共價(jià)鍵構(gòu)成的最小環(huán)有的最小環(huán)有6個(gè)碳原子，但個(gè)碳原子，但6個(gè)碳原子不個(gè)碳原子不都在一個(gè)平面上。都在一個(gè)平面上。（2）每個(gè)環(huán)平均擁有：）每個(gè)環(huán)平均擁有：個(gè)個(gè)CC鍵，鍵，個(gè)個(gè)C原子。原子。（3）晶體中每個(gè)）晶體中每個(gè)C原子被原子被個(gè)六元環(huán)所共有，每個(gè)個(gè)六元環(huán)所共有，每個(gè)C原子占原子占有有個(gè)個(gè)CC鍵。鍵。小結(jié)：小結(jié)：10928 41/21122 石墨：石墨： 在石墨晶體中，碳原子構(gòu)成的最小環(huán)為平面型六元環(huán)在石墨晶體中，碳

29、原子構(gòu)成的最小環(huán)為平面型六元環(huán)(與苯環(huán)相似與苯環(huán)相似)鍵角為鍵角為120，每個(gè)碳原子與相鄰，每個(gè)碳原子與相鄰 3 個(gè)碳原子構(gòu)成正三角形，個(gè)碳原子構(gòu)成正三角形，其中其中 n (C) : n(CC) = 1 : (31/2) = 2 : 3，每個(gè)碳原子被每個(gè)碳原子被 3 個(gè)六元個(gè)六元環(huán)共用，每個(gè)環(huán)共用，每個(gè)CC鍵被鍵被 2 個(gè)六元環(huán)共用。個(gè)六元環(huán)共用。令石墨中令石墨中CC鍵長(zhǎng)為鍵長(zhǎng)為 a ，層間距離為層間距離為 h ，由于每個(gè)正六棱柱分?jǐn)傆捎诿總€(gè)正六棱柱分?jǐn)偟奶荚訑?shù)為的碳原子數(shù)為121/6 = 2個(gè)個(gè)，可列：，可列： 1mol 6.021023 33a2 h 2 2密度密度 = 1mol12g/mol 將將a = 1.4210-10m = 1.4210-8cm， h = 3.35 10-8cm 代入上式解得代入上式解得 密度密度 = 2.27g/cm3 3. 二氧化硅晶體二氧化硅晶體 可以這樣去理解可以這樣去理解SiO2的結(jié)構(gòu)，即在晶體硅中的的結(jié)構(gòu)，即在晶體硅中的SiSi鍵間插入鍵間插入1 個(gè)個(gè)O 晶體中存在晶體中存在SiO4 四面體及四面體及OSiO折線，折線，OSiO = 10918，晶體中最小環(huán)為十二元環(huán)，由晶體中最小環(huán)為十二