典型晶体结构课件

典型晶体结构1典型晶体结构1 (1)(1)氯化钠晶体氯化钠晶体 氯化钠是一种简单立氯化钠是一种简单立方体结构，方体结构，NaNa+、ClCl-交交替占据立方体的顶点而替占据立方体的顶点而向空间延伸。向空间延伸。(见图甲见图甲)。1:晶体结构的想象晶体结构的想象;2 (1)氯化钠晶体1:晶体结构的想象;2 思考：思考：在每个在每个NaNa+周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl-有有个，个，在每个在每个ClCl-周围最近的等距离的周围最近的等距离的NaNa+有有个，个，每个每个NaNa+周围最近的等距离的周围最近的等距离的NaNa+有有个，个，在每个在每个ClCl-周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl-有有个个该氯化钠晶胞相当于该氯化钠晶胞相当于 个个“NaCl”分子分子。6 612121212(1)(1)氯化钠晶体氯化钠晶体另外晶体的观察还可以按不另外晶体的观察还可以按不另外晶体的观察还可以按不另外晶体的观察还可以按不同的层去观察，比如若中心同的层去观察，比如若中心同的层去观察，比如若中心同的层去观察，比如若中心离子是钠，最近的等距的氯离子是钠，最近的等距的氯离子是钠，最近的等距的氯离子是钠，最近的等距的氯离子有离子有离子有离子有6 6个可以围成以钠为圆个可以围成以钠为圆个可以围成以钠为圆个可以围成以钠为圆心的球，氯均匀地分布在球心的球，氯均匀地分布在球心的球，氯均匀地分布在球心的球，氯均匀地分布在球上。在往外是钠层。上。在往外是钠层。上。在往外是钠层。上。在往外是钠层。4 43思考：61212(1)氯化钠晶体另外晶体的观察还可以按在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，每个每个Na+周围与周围与之最接近且距离之最接近且距离相等的相等的Cl-共有共有 个；这几个个；这几个Cl-在在空间构成的几何空间构成的几何构型为构型为 。6正八面体正八面体4在氯化钠晶体中，每个Na+周围与之最接近且距离相等的Cl-共(2)(2)氯化铯晶体氯化铯晶体 CsClCsCl晶体是一种立方体心结构，每晶体是一种立方体心结构，每8 8个个 CsCs+，8 8个个ClCl-各自构成立方体，各自构成立方体，(见图乙见图乙)。5(2)氯化铯晶体5 思考：思考：在每个在每个CsCs+周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl-有有个，个，在每个在每个ClCl-周围最近且等距离的周围最近且等距离的CsCs+有有个，个，在每个在每个ClCl-周围最近且等距离的周围最近且等距离的ClCl-有有个，个，在每个在每个CsCs+周围最近且等距离的周围最近且等距离的CsCs+有有个，个，该晶胞相当于该晶胞相当于 个个“CsCl”CsCl”分子。分子。(2)(2)氯化铯晶体氯化铯晶体46思考：(2)氯化铯晶体46(3)(3)二氧化碳晶体二氧化碳晶体 干冰晶体是一个立方面心结构，每干冰晶体是一个立方面心结构，每8 8个个COCO2 2分分子构成立方体且再在子构成立方体且再在6 6个面的中心又各占个面的中心又各占1 1个个 COCO2 2。(见图已见图已)。7(3)二氧化碳晶体7 思考思考；在每个；在每个COCO2 2周围最近且等距离的周围最近且等距离的COCO2 2有有 个个该晶胞相当于有该晶胞相当于有 个个COCO2 2分子。分子。12(3)(3)二氧化碳晶体二氧化碳晶体48思考；在每个CO2周围最近且等距离的CO2有 个12(4)(4)金刚石晶体金刚石晶体 每个每个C C原子与原子与4 4个个C C原子紧邻。由原子紧邻。由5 5个碳原子个碳原子形成正四面体结构单元。形成正四面体结构单元。(见图丙见图丙)。9(4)金刚石晶体9金刚石金刚石10金刚石10 思考思考:1.:1.由共价键构成最小环状结构中有由共价键构成最小环状结构中有 个个 碳原子，不在同一平面上。碳原子，不在同一平面上。2.2.晶体中每个碳原子被晶体中每个碳原子被 个最小碳环共有个最小碳环共有;3.3.晶体中晶体中C C原子数与共价键数之比为原子数与共价键数之比为 ;4.4.晶体中晶体中C C原子数与六元环数之比为原子数与六元环数之比为 ;6 6(4)(4)金刚石晶体金刚石晶体12121:21:21:21:211思考:1.由共价键构成最小环状结构中有 个6(4)(5)(5)二氧化硅晶体二氧化硅晶体 SiOSiO2 2晶体是一种立体网状结构。每个晶体是一种立体网状结构。每个SiSi与与4 4个个O O形成形成4 4个共价键，前者位于正四面体的中心个共价键，前者位于正四面体的中心后者位于正四面体的顶点；每个后者位于正四面体的顶点；每个SiSi周围又有周围又有4 4个个O O，每个，每个O O的周围有的周围有2 2个个SiSi，实际上，实际上SiOSiO2 2晶体是晶体是由由SiSi原子和原子和O O原子按原子按1:21:2的比例组成的原子晶体的比例组成的原子晶体(见图丁见图丁)。12(5)二氧化硅晶体12二氧化硅晶体二氧化硅晶体 思考思考:1.:1.由共价键构成最由共价键构成最小环状结构中有小环状结构中有 个原子个原子;2.2.晶体中每个硅原子被晶体中每个硅原子被 个个最小环共有最小环共有;3.3.晶体中晶体中SiSi原子数与共价键原子数与共价键数之比为数之比为 ;121212124 413二氧化硅晶体思考:1.由共价键构成最小环状结构中有 (6)(6)石墨晶体石墨晶体-过渡型晶体过渡型晶体 每个平面六边形有每个平面六边形有6 6个个C C原子。由共价键形原子。由共价键形成的成的6 6个碳原子环为平面六边形。晶体中每个个碳原子环为平面六边形。晶体中每个C C原子由原子由3 3个六边形共用。个六边形共用。(见图戊见图戊)。思考思考：每一碳环中：每一碳环中C C原子个数与原子个数与 C-CC-C键数之比为键数之比为_ .2:314 (6)石墨晶体-过渡型晶体思考：每一碳环中C原子 晶胞对组成晶胞的各质点（晶格点）的占晶胞对组成晶胞的各质点（晶格点）的占有率如何呢（以立方体形晶胞为例）？如果有率如何呢（以立方体形晶胞为例）？如果是六棱柱形晶胞又如何是六棱柱形晶胞又如何?晶胞晶胞2:晶体的微观结构分析及计算晶体的微观结构分析及计算-均摊法均摊法 晶体之所以具有规则的几何外形，是因其内部的晶体之所以具有规则的几何外形，是因其内部的质点作规则的排列，实际上是晶体中最基本的结构质点作规则的排列，实际上是晶体中最基本的结构单元重复出现的结果。单元重复出现的结果。我们把晶体中重复出现的最基本的结晶体中重复出现的最基本的结构单元叫构单元叫晶体的基本单位晶体的基本单位15 晶胞对组成晶胞的各质点（晶格点）的占有率如何呢（以立方立立方方晶晶胞胞体心：体心：1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/8晶胞对组成晶胞的各质点的占有率晶胞对组成晶胞的各质点的占有率16立方晶胞体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8晶胞对组如图晶体的一个晶胞如图晶体的一个晶胞中，有中，有c c粒子：粒子：121/4+1=4121/4+1=4个，有个，有d d粒子：粒子：81/8+61/2=481/8+61/2=4个，个，c:d=1:1c:d=1:1，晶体的化学式，晶体的化学式为为cdcd或或dcdc。17如图晶体的一个晶胞17 例例1 1 有下列离子晶体空间结构示意图：有下列离子晶体空间结构示意图：(阳离子阳离子 阴离子阴离子)以以M M代表阳离子，以代表阳离子，以N N表示阴离子，写出各离子表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：晶体的组成表达式：A A ，B B ，C C ，D D 。18例1 有下列离子晶体空间结构示意图：(阳离子 阴 某某离离子子晶晶体体的的晶晶胞胞结结构构如如右右图图所所示示：表表示示X离离子子，位位于于立立方方体体的的顶顶点点；表表示示Y离离子子，位位于于立方体的中心。试分析：立方体的中心。试分析：该晶体的化学式为该晶体的化学式为 。晶体中距离最近的晶体中距离最近的2个个X与一个与一个Y形成的夹角为形成的夹角为_109028Y2X巩固练习：巩固练习：19 某离子晶体的晶胞结构如右图所示：表示X离