晶體結(jié)構(gòu)解讀與計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)解讀與晶體計(jì)算一、晶體常識(shí)1、晶體與非晶體的比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒周期性無(wú)序排列自范性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向異性區(qū)別方法看有無(wú)固定熔點(diǎn)或通過(guò)固體進(jìn)行X-射線的衍射實(shí)驗(yàn)2、晶體獲得的途徑熔融態(tài)物質(zhì)凝固氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接凝固（凝華）溶質(zhì)從溶液中析出3、晶胞：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，數(shù)量巨大的晶胞無(wú)隙并置就構(gòu)成晶體。4、晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算方法：均攤法原則：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是n。對(duì)于長(zhǎng)方體或立方體，位于頂點(diǎn)的粒子為8個(gè)晶胞所共有，位于棱上的粒子位為4個(gè)晶胞所共有，位于面上的粒子為2個(gè)晶胞所共有，位于內(nèi)部的粒子不為其他晶胞所共有。對(duì)于六棱柱晶胞，位于頂點(diǎn)的粒子為6個(gè)晶胞所共有，位于底面棱上的粒子位為4個(gè)晶胞所共有，位于側(cè)面棱面上的粒子為3個(gè)晶胞所共有，位于面心的粒子為2個(gè)晶胞所共有，位于內(nèi)部的粒子不為其他晶胞所共有。對(duì)于其他晶胞中的粒子視具體情況而定。比如，石墨，每一個(gè)C原子為三個(gè)六邊形所共有。根據(jù)晶胞粒子數(shù)的計(jì)算，結(jié)合晶胞體積的計(jì)算，可以計(jì)算晶體的密度。5、注意：具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，比如玻璃；晶胞不是從晶體中截取出來(lái)具有代表性的最小部分，而不一定是最小的平行四邊形。二、各類(lèi)典型晶體的晶體模型解讀1、金剛石：（1）每一個(gè)C原子與相鄰4個(gè)C原子以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體構(gòu)型。（2）鍵角為109°28＇（3）最小環(huán)由6個(gè)C原子組成，并且不在同一個(gè)平面上。（4）C原子和C—C鍵的比值為1：2（5）金剛石屬于面心立方晶胞，即C原子處在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)、6個(gè)面心，4個(gè)體心,每個(gè)晶胞含8個(gè)C原子。2、二氧化硅（1） 每一個(gè)Si原子與4個(gè)O原子以共價(jià)鍵相連，形成正四面體,每一個(gè)O原子與2個(gè)Si原子以共價(jià)鍵相連；（2） O—Si—O鍵角為109°28＇。（3） 最小環(huán)含12個(gè)原子，其中6個(gè)Si,6個(gè)O；（4） Si與Si—O鍵的比值為1：4；(5)晶胞屬于面心立方，含8個(gè)Si,16個(gè)O；3、干冰：晶胞屬于面心立方，含4個(gè)CO2；每個(gè)CO2分子與等距離緊鄰的CO2有12個(gè)。4、 氯化鈉每一個(gè)Na+緊鄰等距的C卜有6個(gè)，每一個(gè)C卜緊鄰等距的Na+有6個(gè)，每一個(gè)Na+緊鄰等距的C卜有12個(gè)，每一個(gè)C卜緊鄰等距的Na+有12個(gè)。晶胞屬于面心立方，含4個(gè)Na+,4個(gè)Cl-；5、 氯化銫：每一個(gè)Cs+緊鄰等距的C卜有8個(gè)，每一個(gè)C卜緊鄰等距的Cs+有8個(gè)，每一個(gè)Cs+緊鄰等距的C卜有6個(gè)，每一個(gè)C卜緊鄰等距的Cs+有6個(gè)。晶胞屬于立方體，含有含1個(gè)Cs+,1個(gè)Cl-；6、 簡(jiǎn)單立方緊密堆積：如Po,空間利用率52%，配位數(shù)6,90代表一牛CO：井于含1個(gè)金屬原子。7、體心立方緊密堆積：如Na、Fe、K,空間利用率68%，配位數(shù)8,含2個(gè)金屬原子。8、 六方最緊密堆積：如Mg、Zn、Ti,空間利用率74%，配位數(shù)12,含2個(gè)金屬原子。9、 面心立方最緊密堆積：如Cu、Ag、Au,空間利用率74%，配位數(shù)12,含2個(gè)金屬原子。10、石墨每一個(gè)C與3個(gè)C形成共價(jià)鍵，形成正六邊形，形成層狀結(jié)構(gòu)。層與層之間依靠范德華力結(jié)合，電子相對(duì)自由鍵角120°；最小環(huán)6個(gè)C原子，同處在一個(gè)平面上。C與C—C鍵的比例是2：3；晶胞屬于六方體，頂點(diǎn)8個(gè)，棱上4個(gè)，面上2，體內(nèi)1個(gè)，含4個(gè)C原子。三、強(qiáng)化練習(xí)1、下列關(guān)于二氧化硅晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A、 存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處在四面體中心，Si處在四面體頂點(diǎn)B、 最小環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子C、 最小環(huán)上，Si和O原子的個(gè)數(shù)比為1：2D、 最小環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子2、下列有關(guān)金屬晶體和離子晶體的敘述中不正確的是()A、 Na形成的晶體中，每個(gè)Na原子周?chē)c其等距離最近的原子有8個(gè)B、 Mg形成的晶體中，每個(gè)Mg原子周?chē)c其等距離最近的原子有6個(gè)C、 在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周?chē)c其等距離最近的Na+有12個(gè)D、 在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+周?chē)c其等距離最近的C卜有8個(gè)3、下列有關(guān)晶體的說(shuō)法正確的是()A、晶體中分子間作用力越大，分子就越穩(wěn)定B、原子晶體共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C、冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生了斷裂4、下列說(shuō)