第十二章固体结构和固体性质要点分析.ppt

第十二章 固体结构和固体性质 第12章 目录 12.1 晶体的特征和分类 12.1.1 晶体的特征 12.1.1 晶体的特征 12.1.2 晶体的内部结构 晶体内部结构具有空间排列上的周期性 晶格 晶胞 12.1.3 晶体的分类 12.1.3 晶体的分类 12.1.3 晶体的分类 七个晶系、十四种布拉维格子 12.1.3 晶体的分类 12.1.3 晶体的分类 12.2 离子晶体 12.2.1 离子晶体的特征和性质 12.2.2 几种典型的离子晶体 12.2.2 几种典型的离子晶体 12.2.2 几种典型的离子晶体 12.2.2 几种典型的离子晶体 12.2.3 离子半径 不同配位数时离子半径校正系数 离子半径变化规律 离子半径变化规律 12.2.4 离子半径与配位比的关系 12.2.4 离子半径与配位比的关系 12.2.4 离子半径与配位比的关系 12.2.4 离子半径与配位比的关系 12.2.4 离子半径与配位比的关系 12.2.4 离子半径与配位比的关系 配位多面体的极限半径比 12.2.5 晶格能 马德隆常数A 例:NaCl晶体晶格能 波恩—哈伯循环 晶格能与晶体性质关系 晶格能与晶体性质关系 12.3 离子的极化 12.3.1 离子的极化作用和变形性 影响离子极化力的一些因素 影响离子变形的一些因素 影响离子极化力和变形的因素 附加极化 12.3.2 离子极化对物质结构和性质的影响 离子极化对卤化银性质的影响 （2）对晶体构型的影响 （3）对物质溶解度的影响 （4）对物质颜色的影响 12.4 原子晶体和分子晶体 12.4.1 原子晶体 原子晶体性质 12.4.2分子晶体 分子晶体性质 12.5 金属键和金属晶体 金属元素与金属键 12.5.1 自由电子理论 12.5.2能带理论 满带、导带、禁带 满带、导带、禁带 导体、半导体、绝缘体能带结构 用金属键理论解释金属的一些性质 用金属键理论解释金属的一些性质 12.6 其它类型的晶体 12.6.1 混合键型晶体 石 墨 12.6.2 球 碳 (球烯、足球烯) 导电性：在金属晶体中，价电子为所有原子共有，是“离域”的，在电场作用下可定向移动。 金属的电阻：金属原子和离子在晶格结点上振动，对电子的流动起阻碍作用，加上阳离子对电子的吸引，构成了金属特有的电阻。温度升高时原子和离子的振动加强，电子的运动受到更多的阻力，因此，随温度升高，金属的电阻加大。 导热性：电子也可以传输热能，金属是热的良导体。 金属光泽：能带中的电子可以吸收和反射各种波长的电磁波，所以金属有光泽和不透明。 延展性：施加机械应力时，由于在金属中电子是离域的，一个地方的金属键被破坏，在另一个地方又可以生成新的金属键，因此机械加工不会破坏金属结构，仅能改变金属的外形。 0.155为配位数为3的临界值，小于此值，配位数会减小，大于此值，达到0.225时，配位数增大为4。 三配位的正三角形空隙 八配位的立方体形空隙 0.732为配位数为8的临界值，小于此值，配位数减小，大于此值，达到另一配位数的临界值时，配位数增大。 1.000 12 立方八面体 0.732 8 立方体 0.414 6 八面体 0.225 4 四面体 0.155 3 平面三角形 半径比(r+/r- )min 配位数 配位多面体 晶格能(U)定义：标准状态下，1mol离子晶体变为气态正离子和气态负离子时所吸收的能量 。 波恩指数n 离子的电子层结构类型 n He Ne Ar,Cu+ Kr,Ag+ Xe,Au+ 5 7 9 10 12 Z+、Z-离子电荷，r0正、负离子半径和，n波恩指数，A马德隆常数 晶体类型 NaCl CsCl 立方ZnS 六方ZnS A 1.748 1.763 1.638 1.641 CsCl型 立方ZnS型 NaCl型 六方ZnS型 Z1=Z2=1；A=1.748 Na+是Ne型， n=7 ，Cl-是Ar型 ，n=9。取平均值 Na(g) Cl(g) 离子电荷越高，半径越小，晶格能就越大。晶格能越大，晶体越稳定，熔点越高，溶解度越小，硬度越大，压缩系数、热膨胀系数越小。 晶 体 NaI NaBr NaCl NaF CaO MgO 晶格能 / kJ·mol-1 692 740 780 920 3513 3889 熔点/ ℃ 660 747 801 996 2570 2852 晶格能与离子晶体的熔点 晶 体 BeO MgO C