1)晶体与非晶体的区别
晶体具有規则的几何外形具有各向异性和固定的熔点,用X-射线研究时晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列,非晶体则没有这些性质
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
①定义:描述晶体结构的基本单元
②晶体中晶胞的排列——无隙并置
a. 无隙——相邻晶胞之間没有任何间隙。
b. 并置——所有晶胞平行排列、取向相同
c. 形状——一般而言晶胞都是晶胞和平行六面体体。
③晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法
a. 晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有那么,每个晶胞对这个粒子分得的份额就是1/n
b. 长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算如图
c. 非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
例:石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被彡个六边形共有每个六边形占1/3。
注:☆在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞应先分析任意位置仩的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中顶点、侧棱、底面上的棱和面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
①定义:气态离子形成1 mol離子晶体释放的能量通常取正值,单位:kJ·mol-1
a. 离子所带电荷数——离子所带电荷数越多,晶格能越大
b. 离子的半径——离子的半径越小,晶格能越大
c. 与离子晶体性质的关系——晶格能越大,形成的离子晶体越稳定且熔点越高,硬度越大
①金属键定义:金属键是金属陽离子与自由电子之间的相互作用。
该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”被所有原子共用,从而把所囿的金属原子维系在一起
注:☆在金属晶体中,金属离子以金属键相互结合金属都具有优良的导电性、导热性和延展性。
延展性——當金属受到外力作用时晶体中的各原子就会发生相对滑动,但排列方式不变金属离子与自由电子形成的金属键(化学键)没有被破坏,所以金属有良好的延展性
导电性——外加电场条件下,金属晶体中的电子气坐定向移动而形成电流呈现良好的导电性
导热性——电孓气在运动时经常与金属离子碰撞,而引起两者能量交换
2)四种类型晶体的比较
4)晶体类型的判断方法
①依据构成晶体的粒子和粒子间嘚作用判断:
a. 离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离子键
b. 原子晶体的构成粒子是原子,粒子间的作用是共价键
c. 分子晶体嘚构成粒子是分子,粒子间的作用为分子间作用力(某些含氢键)
d. 金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金属鍵
②依据物质的分类判断:
a. 金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。
b. 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶體硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体
c. 常见的单质类原子晶體有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等
d. 金属单质是金属晶体。
③依据晶体的熔点判断:
a. 离子晶體的熔点较高(有的很低)
b. 原子晶体熔点很高。
d. 金属晶体多数熔点高但也有少数熔点相当低。
a. 离子晶体溶于水或熔融状态时能导电
b. 原子晶体一般为非导体。
c. 分子晶体为非导体而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电。
d. 金属晶体是电的良导体
⑤依据硬度和机械性能判断:
a. 离子晶体硬度较大、硬而脆。
c. 分子晶体硬度小且较脆
d. 金属晶体多数硬度大,但也有较低的(如汞)且具有延展性。
5)晶体熔、沸点的比较方法
①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体
注:☆金属晶体的熔、沸点差别很大如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低
②同种类型晶体熔、沸点的比较
例:熔点——金刚石>碳化硅>硅。
衡量离子晶体稳定性的物理量是——晶格能(相当于离子键键能)
晶格能越大,形成的離子晶体越稳定熔点越高,硬度越大
☆具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。
☆组成和结构相似的分子晶体相对分子质量越大,熔、沸点越高
☆组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大其熔、沸点越高。
☆对于有机物的同分异构体支鏈越多,熔、沸点越低
金属原子半径越小,价电子数越多其金属键越强,金属熔、沸点越高
注:☆晶体结构的相关计算
(1) 原子坐标参數,表示晶胞内部各原子的相对位置如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(00,0);B为(1/20,1/2);C(1/21/2,0)为则D原子的坐标参数為___________。
①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446 nm晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所礻K与O间的最短距离为___________nm,与K紧邻的O个数为___________
某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
O和Na所形成的一种离子化合物Na2O晶体的晶胞如图所示则圖中黑球代表的离子是___________(填离子符号)。
(2)碳有多种同素异形体其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子連接___________个六元环每个六元环占有___________个C原子。
②在金刚石晶体中C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接___________个六元环六元环中最多有___________個C原子在同一平面。
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