第七章晶体结构

第七章晶体结构内容摘要：

时：  ①正、负离子互相接触  ②负离子两两接触  则负离子互相接触（排斥力 ↑ ），而正、负离子接触不良，迫使晶体转为较小的配位数，如 4： 4配位（立方 ZnS型）；  （ NaCl型面心立方， 6： 6配位）   正离子周围可以接触上更多的负离子，使配位数转为 8： 8（ CsCl型简单立方） 4 1 (三 )半径比规则（续） 说明：  1.―半径比规则 ” 把离子视为刚性球，适用于离子性很强的化合物，如 NaCl、 CsCl等。 否则，误差大。  例 ： AgI(c) r + / r = .  按半径比规则预言为 NaCl型，实际为立方 ZnS型。  原因 ： Ag+与 I强烈互相极化 ， 键共价性 ↑ ， 晶型转为立方 ZnS（ ，为 4： 4，而不是 NaCl中的 6： 6）  ，例外不少。  例： RbCl(c)，  预言 CsCl型，实为 NaCl型。 半径比规则（续） 说明 :  3. 值位于 “ 边界 ” 位置附近时，相应化合物有 2种构型。  例 :GeO2 r + / r = 53 pm / 132 pm = .  立方 ZnS  NaCl 两种 晶体空间 构型均存在 .  r + / r 有关外，还与离子的 电子构型、离子互相极化作用 （如AgI）以至 外部条件（如温度） 等有关。  例 1 . CsCl 属于 CsCl类型；  高温 CsCl 转化 NaCl型。 三、分子晶体  （一）占据晶体结点 质点 ： 分子  （二）各 质点间作用力 ： 范德华力 （有的还有氢键，如 H2O（ s）  （三）因范德华力和氢键作用比共价键能小，分子晶体 熔点低、硬度小，不导电，是绝缘体。  （四）有 小分子 存在  实例： H O X2 …… H2O、 HX、 CO2 ……  多数有机物晶体、蛋白质晶体、核酸晶体 四、原子晶体（共价晶体）  （一）占据晶格结点的 质点 ： 原子  （二） 质点间互相作用力 ： 共价健  熔沸点高，硬度大，延展性差。  （三） 整个晶体为一大分子  （四） 空间利用率低 （共价健有方向性、饱和性）  金刚石 （ C的 .= 4），空间利用率仅 34%。  C 用 sp 3杂化，与另 4个 C形成共价单键，  键能达 400 kJ•mol1 （ 教材 P。 222图 920）  其他例子：金刚砂（ SiC），石英（ SiO2） 五、混合型晶体  例 1：石墨 （ graphite）   C单质  石墨 晶体：层状结构（ 教材 P。 224图 922）  每 层内 ：每个 C作 sp 2杂化，与另 3个 C以 共价键 结合，并有离域 键（整层上、下）  层与层之间 ：以 范德华力 结合  过渡型晶体  导电率：沿层的方向高、垂直于层的方向低。  可作润滑剂。  分子晶体富勒烯混合型晶体石墨原子晶体金刚石)()g r a p h it e()()d iom o r d(五、混合型晶体（续）  例 2： 石棉  Ca2SiO4为主要成分  Ca2+SiO42静电引力（ 离子键 ），  SiO42四面体， SiO共价健。   离子晶体 与 原子晶体 之间的 过渡型晶体。  离子的极化  把 “ 分子间力 ” （ 范德华力 ） 概念推广到离子 离子之间：  阳离子 阴离子 : 静电引力 +范德华力 一、离子极化作用  离子极化作用 （ 教材 918）  离子极化力（ Polarizing主动 ）  离子变形。