晶體結(jié)構(gòu)總結(jié)

1、1幾種晶體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較類型離子晶體原子晶體分子晶體構(gòu)成微粒陰、陽離子原子分子相互作用離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力硬度較大很大很小熔沸點(diǎn)較高很高很低導(dǎo)電性溶液或熔化導(dǎo)電一般不導(dǎo)電不導(dǎo)電溶解性一般易溶于水難溶水和其他溶劑相似相溶典型實(shí)例NaCl、KBr等金剛石、硅晶體、SiO2、SiC單質(zhì)：H2、O2等化合物：干冰、H2SO42幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)：（1）NaCl晶體（如圖1）：每個(gè)Na+周圍有6個(gè)Cl-，每個(gè)Cl-周圍有6個(gè)Na+，離子個(gè)數(shù)比為1：1。（2）CsCl晶體（如圖2）：每個(gè)Cl-周圍有8個(gè)Cs+，每個(gè)Cs+周圍有8個(gè)Cl-；距離Cs+最近的且距離相等的Cs+有6個(gè)，距離每個(gè)Cl-最近的

2、且距離相等的Cl-也有6個(gè)，Cs+和Cl-的離子個(gè)數(shù)比為1：1。（3）金剛石（如圖3）：每個(gè)碳原子都被相鄰的四個(gè)碳原子包圍，以共價(jià)鍵結(jié)合成為正四面體結(jié)構(gòu)并向空間發(fā)展，鍵角都是109º28'，最小的碳環(huán)上有六個(gè)碳原子。 （4）石墨（如圖4、5）：層狀結(jié)構(gòu)，每一層內(nèi)，碳原子以正六邊形排列成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)正六邊形平均擁有兩個(gè)碳原子。片層間存在范德華力，是混合型晶體。熔點(diǎn)比金剛石高。 （5）干冰（如圖6）：分子晶體，每個(gè)CO2分子周圍緊鄰其他12個(gè)CO2分子。（6）SiO2 ：原子晶體，空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，Si原子構(gòu)成正四面體，O原子位于SiSi鍵中間。（SiO2晶體中不存在SiO2

3、分子，只是由于Si原子和O原子個(gè)數(shù)比為12，才得出二氧化硅的化學(xué)式為SiO2） 紫水晶 大水晶二氧化晶體模型3離子晶體化學(xué)式的確定確定離子晶體的化學(xué)式實(shí)際上是確定晶體中粒子個(gè)數(shù)比。其方法如下：（1）處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/8屬于該晶胞。（2）處于棱上的粒子同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/4屬于該晶胞。（3）處于面心上的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/2屬于該晶胞。（4）處于晶胞體心的粒子，則完全屬于該晶胞。4根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)判斷晶體的類型（1）在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體（Hg除外），如H2O、H2等。對(duì)于稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒

4、為原子，但應(yīng)看作單原子分子，因?yàn)槲⒘ｉg的相互作用力是范德華力，而非共價(jià)鍵。（2）在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體（化合物）是離子晶體。如：NaCl熔融后電離出Na和Cl，能自由移動(dòng)，所以能導(dǎo)電。（3）有較高的熔、沸點(diǎn)，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。（4）易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。分子間作用力和氫鍵1分子間作用力分子間作用力又叫范德華力，是分子與分子之間微弱的相互作用，它不屬于化學(xué)鍵范疇。分子間作用力廣泛存在于分子與分子之間，由于相互作用很弱，因此只有分子與分子充分接近時(shí)，分子間才有作用力。2氫鍵氫鍵是在分子間形成的，該分子中必須含有氫原子，且另一種原子吸引電

5、子的能力很強(qiáng)（具體有F、O、N三種元素），只有這樣才能形成氫鍵。常見的能形成氫鍵的分子主要有HF、H2O、NH3等。氫鍵的實(shí)質(zhì)也是靜電作用，氫鍵的強(qiáng)度比分子間作用力稍強(qiáng)，但比化學(xué)鍵弱的多，它仍不屬于化學(xué)鍵范疇。氫鍵對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響結(jié)果是使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均升高。例如H2O和H2S的組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量H2S>H2O，若僅以分子間作用力論，H2S的熔、沸點(diǎn)應(yīng)大于H2O，可實(shí)際上H2O在常溫狀態(tài)下是液態(tài)，而H2S在通常狀態(tài)下是氣態(tài)，說明H2O的熔、沸點(diǎn)比H2S高，原因就是H2O分子中存在HO鍵。四、物質(zhì)的熔沸點(diǎn)比較及規(guī)律（1）不同類型的晶體，一般來講，熔沸點(diǎn)按原子晶體>離子

6、晶體>分子晶體。（2）由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑越小的，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn)：金剛石>石英>碳化硅>晶體硅。（3）離子晶體比較離子鍵的強(qiáng)弱。一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強(qiáng)，其離子晶體的熔沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。（4）分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高；如Cl2<Br2<I2。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)，分子極性越大，其熔沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CO>N2。例題分析例（1）中學(xué)教材上圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它

7、向三維空間延伸得到完美晶體。NiO（氧化鎳）晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2+與最鄰近O2-的核間距離為a×10-8cm，計(jì)算NiO晶體的密度（已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g·mol-1）。（2）天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷。例如在某種NiO晶體中就存在如圖7所示的缺陷：一個(gè)Ni2+空缺，另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳品組成為Ni0.97O，試計(jì)算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。分析與解答（1）根據(jù)NaCl晶體結(jié)構(gòu)，隔離出一個(gè)小立體（如圖8），小立方體的每個(gè)頂點(diǎn)離子為8個(gè)小

8、立方本共用，因此小立方體含O2-：4× = ，含Ni2+：4× = ，即每個(gè)小立方體含有 個(gè)（Ni2+-O2-）離子對(duì)。則若含有1mol NiO，需2NA個(gè)小立方體，所以密度r= （2）設(shè)1mol Ni0.97O中含Ni3+ xmol，Ni2+ (0.97-x)mol根據(jù)晶體呈電中性3x mol +2(0.97-x)mol=2×1mol解之x=0.06，Ni2+為(0.97-x)mol=0.91mol離子數(shù)之比Ni3+：Ni2+=0.06：0.91=6：91另解：也可由題設(shè)的演變過程，用數(shù)學(xué)方法處理。設(shè)1mol晶體中存在xmol缺陷，同時(shí)有2xmol Ni3+，取代了2x