认识晶体

认识晶体一、晶体的特性第一节认识晶体三个特性本质原因二、晶体分类晶体、非晶体三、晶体结构的堆积模型一、晶体的特性1、晶体有哪些特性？为什么由这些特性？2、什么是晶体？非晶体？有何区别？3、晶体分类的依据？分成哪几种类型？4、举例说明晶体材料有哪些用途？1-11、晶体的特征1）、有规则的几何外形；（自范性）2）、有各向异性。3）、有特定的对称性4）、有固定的熔点；2、有这些特性的原因：构成晶体的微粒在空间按一定规律做周期性重复排列3、晶体：构成晶体的微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质非晶体：构成微粒排列成杂乱无章的分布状态4、晶体的类型１）、离子晶体──离子－－离子键２）、分子晶体──分子－－分子间作用力力３）、原子晶体──原子－－共价键４）、金属晶体─金属原子、离子－－金属键根据晶体构成微粒和相互作用不同分为四种类型：不同类型的晶体，物理性质差别很大，如熔沸点，导电性，溶解性，硬度等等。模型法研究晶体的结构－－堆积模型1、晶体为什么大都服从紧密堆积原理？金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属键、离子键、分子间作用力均没有方向性，都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定2、金属晶体的密堆积结构－等径圆球密堆积金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的。下面用等径刚性球模型来讨论堆积方式。在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围6个球相切，在中心的周围形成6个凹位，将其算为第一层。－－－密置层123456第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。(或对准2，4，6位，其情形是一样的)－－密置双层123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。下图是此种六方紧密堆积的前视图ABABA第一种是将球对准第一层的球123456于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方紧密堆积。－A3型最密堆积六方紧密堆积第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。123456123456123456123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排A，于是形成ABCABC三层一个周期。得到面心立方堆积。（A1型最密堆积）面心立方紧密堆积3、离子晶体－4、分子晶体的堆积方式－5、原子晶体堆积方式－大球先按一定方式做等径圆球密堆积，小球再填充在大球形成的空隙中。配位数－－晶体中一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目不同晶体的排列方式与分子的形状有关不服从紧密堆积方式紧密堆积方式非等径圆球密堆积方式1、晶胞是晶体的最小结构重复单元。2、晶胞必须符合两个条件：一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性，即与晶体具有相同的对称元素——对称轴，对称面和对称中心)。晶胞是从晶体结构中截取出来的大小、形状完全相同的平行六面体。三、晶体结构的基本单元－－晶胞乙有对称轴；有与边垂直的对称面——黄色的面；有对称中心……对称性与晶体相同。甲乙甲没有与边垂直的对称面；没有对称中心……对称性不能代表晶体。所以乙为NaCl的晶胞。六方晶胞A3型紧密堆积BCA面心立方晶胞A1型紧密堆积晶胞代表整个晶体，无数个晶胞堆积起来，则得到晶体晶胞内微粒的组成反映整个晶体的组成，求出晶胞中微粒的个数比就能写出晶体的化学式3、“切割法”或“均摊法”确定晶胞中的微粒数切割示意图CsCl晶体的结构：顶点有1/8属于该晶胞棱上有1/4属于该晶胞面心有1/2属于该晶胞体心完全属于该晶胞例题分析：•如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。晶体内与每个“Tｉ”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带的电荷均已略去）O原子Ti原子Ba原子例题解析：化学式为：BaTiO3Ba：1x1Ti：8x(1/8)O：12x(1/4)O原子Ti原子Ba原子BCAABCABC形式的堆积，为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。Cl－(1/8)4=1/2Na+(1/8)4=1/2Cl－顶点(1/8)8=1，面中心(1/2)6=3，共4个甲1：1组成有代表性。乙Na+棱上(1/4)12=3，体中心1共4个1：1组成有代表性。配位数最近层的异号离子有6个，则配位数为6。晶胞类型观察同一种点，如观察空心圆点Cl－，正六面体的8个顶点和各面的中心，均有一个。所以为面心立方晶胞。右图所示为ZnS晶胞，它属于立方晶系AB型离子晶体。面心立方晶胞。配位数为4。右图是一个CsCl的晶胞观察空心圆点，只存在于立方体顶点的8个位置上，无其它位置。称为简单立方晶胞，也叫做立方素格。注意判断晶胞的类型时，必须只观察同一种点。(1/8)8=111=1组成和对称性均有代表性。配位数为8。属于4个小立方体属于8个小立方体NａCl晶体中的结构微粒：（Cｌ－）（Na+）第二层的离子NaCl晶体的结构示意图返回再请看：CsCl晶体的结构示意图观察实心圆点K，除了立方体顶点的8个K外，体心位置有1个K。所以称为体心立方晶胞。再看金属钾的晶胞，右图。必须说明的是，它属于立方晶系，但既不是AB型，也不属于离子晶体。总之，立方晶系有3种类型晶胞：面心立方、简单立方、体心立方。四方2种；正交4种；六方1种；三方1种；单斜2种；三斜1种。共有14种类型的晶胞。