常见晶胞类型.pptx

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1、会计学1常见晶胞类型常见晶胞类型1 1、一个干冰晶胞中平均有几个、一个干冰晶胞中平均有几个COCO2 2分子？分子？2 2、与一个、与一个COCO2 2分子距离最近且相等的分子距离最近且相等的COCO2 2分子共分子共有多少个？有多少个？第1页/共56页每个二氧化碳分子周围有每个二氧化碳分子周围有每个二氧化碳分子周围有每个二氧化碳分子周围有1212个二氧化碳分子。个二氧化碳分子。个二氧化碳分子。个二氧化碳分子。分子的密堆积分子的密堆积分子的密堆积分子的密堆积第2页/共56页分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子

2、共有（与每个分子距离最近的相同分子共有12121212个个个个 ）氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞第3页/共56页冰晶体第4页/共56页冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰的结构冰的结构冰的结构冰的结构氢键具有方向性氢键具有方向性分子的非密堆积分子的非密堆积第5页/共56页晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图第6页/共56页18010928SiO共价键第7页/共56页n n二氧化硅晶体中二氧化硅晶体中二氧化硅晶体中二氧化硅晶体中n n每个硅原子周围结合每个硅原子周围结合每个硅原子周围结合每个硅原子周围结合4 4个氧原子；同时个氧原子；同时个

3、氧原子；同时个氧原子；同时每个氧原子跟每个氧原子跟每个氧原子跟每个氧原子跟2 2个硅原子相结合，个硅原子相结合，个硅原子相结合，个硅原子相结合，n n晶体中硅氧原子个数比为晶体中硅氧原子个数比为晶体中硅氧原子个数比为晶体中硅氧原子个数比为1 1：2 2。n n1mol1mol二氧化硅中含有二氧化硅中含有二氧化硅中含有二氧化硅中含有Si-OSi-O共价键共价键共价键共价键第8页/共56页第9页/共56页五、金属晶体的原子堆积模型五、金属晶体的原子堆积模型金属原子在平面上有几种排列方式？金属原子在平面上有几种排列方式？（a a）非密置层）非密置层（b b）密置层）密置层u思考：金属原子在形成晶体时

4、有几种堆积方式？思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？u比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。空间利用率、晶胞的区别。第10页/共56页n n简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的原子空间堆金属晶体的原子空间堆积模型积模型1 1晶胞的形状是什么晶胞的形状是什么晶胞的形状是什么晶胞的形状是什么？含几个原子？含几个原子？含几个原子？含几个原子？第11页/共56页1 1、简单立方堆积、简单立方堆积 钋型钋型第12页/共56页n n体心立方堆积（体心立方堆积（IA，VB，VIB）金属晶体的原子空间堆金属晶体的原子空间堆

5、积模型积模型2 2金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型第13页/共56页2、体心立方堆积、体心立方堆积 钾型钾型配位数：配位数：8空间占有率：空间占有率：68.02%第14页/共56页 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成第15页/共56页123456 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准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。位。(或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来

6、说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密的堆积方式。思考：密置层的堆积方式有哪些？思考：密置层的堆积方式有哪些？思考：密置层的堆积方式有哪些？思考：密置层的堆积方式有哪些？第16页/共56页 下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456 于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积方紧密堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)第17页/共56页n n六方密堆积（六方密堆积（镁型）镁型）金属晶体的原子空间堆积模型金属

7、晶体的原子空间堆积模型3 3第18页/共56页六方密堆积六方密堆积第19页/共56页 第三层的第三层的另一种另一种排列排列方式，方式，是将球对准第一层是将球对准第一层的的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C 层。层。123456123456123456第20页/共56页123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积得到面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)第21页/共56页镁型镁型铜型铜型金

8、属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式第22页/共56页n n面心立方面心立方 （铜型）（铜型）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型4 4第23页/共56页简简简简单单单单立立立立方方方方钾钾钾钾型型型型（体体体体心心心心立立立立方方方方堆堆堆堆积积积积）镁镁镁镁型型型型（六六六六方方方方密密密密堆堆堆堆积积积积）铜铜铜铜型型型型（面面面面心心心心立立立立方方方方最最最最密密密密堆堆堆堆积积积积）第24页/共56页金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比第25页/共56页第26页/共56页钠离子和氯离子在晶胞中的位置：钠离子和氯离子在晶胞中的位置：4 4

9、、几种常见的离子晶体的晶胞结构：、几种常见的离子晶体的晶胞结构：(1)(1)氯化钠型晶胞氯化钠型晶胞氯离子：体心和棱中点氯离子：体心和棱中点;钠离子：面心和顶点钠离子：面心和顶点.NaNa+ClCl-或者反之或者反之;交错排列交错排列第27页/共56页计算方法：均摊法计算方法：均摊法顶点占顶点占1/81/8；棱占；棱占1/41/4；面心占；面心占1/21/2；体心占；体心占1 1 每个每个NaClNaCl晶胞含晶胞含NaNa+、ClCl-的个数的个数?Na+:Cl-:NaNa+ClCl-第28页/共56页（2 2）CsClCsCl晶胞晶胞铯离子和氯离子的位置铯离子和氯离子的位置？铯离子：铯离子

10、：氯离子：氯离子：每个晶胞含铯离子、氯离每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？子的个数？铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：或者反之或者反之1个；个；1个。个。体心体心顶点顶点ClCl-CsCs+第29页/共56页 重点研究重点研究晶体中的配位数晶体中的配位数:【在在离离子子晶晶体体中中离离子子的的配配位位数数(缩缩写写为为C.N.)C.N.)是是指指一一个个离离子子周周围围最最邻邻近近的的异异电电性性离子的数目离子的数目】。图图3 32727NaClNaCl晶胞晶胞CsClCsCl晶胞晶胞第30页/共56页图图3 32727NaClNaCl晶胞晶胞CsClCsCl晶胞晶胞 在在NaClNaCl晶体中，

11、与晶体中，与NaNa+(Cl(Cl-)等距离且最等距离且最近的近的ClCl-(Na(Na+)有几个？有几个？在在CsClCsCl晶体中，晶体中，与与CsCs+(Cl-)等距离且最等距离且最近的近的ClCl-(Cs(Cs+)有几个？有几个？第31页/共56页NaClNaCl晶体中阴、阳离子的配位数晶体中阴、阳离子的配位数NaNa+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：66第32页/共56页-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图CsCs+的配位数为：的配位数为：ClCl-的配位数为：的配位数为：88第33页/共56页离子离子晶体晶体阴离子的阴离子的配位

12、数配位数阳离子的阳离子的配位数配位数阴阳离子配阴阳离子配位数的比值位数的比值NaClCsCl661:1881:1第34页/共56页CaFCaF2 2(萤石萤石)型晶胞型晶胞CaCa2+2+的配位数的配位数:FF-的配位数的配位数:（1 1）立方晶系，）立方晶系，）立方晶系，）立方晶系，面面面面心心心心立方晶胞。立方晶胞。立方晶胞。立方晶胞。（2 2）CaCa2+2+立方最密立方最密立方最密立方最密堆积，堆积，堆积，堆积，F F-填充在全部填充在全部填充在全部填充在全部 四面体空隙中。四面体空隙中。四面体空隙中。四面体空隙中。（3）配位数）配位数4个个Ca2+和和8个个F-CaFCaF2 2晶体

13、中晶体中CaCa2+2+和和F F-的位置关系如何的位置关系如何?一一个个CaFCaF2 2晶胞中含晶胞中含CaCa2+2+、F F-个数是多少个数是多少?84第35页/共56页5 5、决定离子晶体结构的因素、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素）几何因素 （2）电荷因素）电荷因素 （3）键性因素）键性因素晶体中正负离子的半径比晶体中正负离子的半径比.晶体中正负离子的电荷比晶体中正负离子的电荷比.离子键的纯粹因素离子键的纯粹因素一般决定配位数的多少一般决定配位数的多少:正负离子的半正负离子的半径比越大径比越大,配位数越多配位数越多.正负离子电荷比正负离子电荷比=正负离子的配位数正负离子的配位数

14、比比 =正负离子的数目反正负离子的数目反比比第36页/共56页 晶体中微粒的排列、个数及密度的计算晶体中微粒的排列、个数及密度的计算晶体中微粒的排列、个数及密度的计算晶体中微粒的排列、个数及密度的计算 在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，每个每个每个每个NaNa+周围与周围与周围与周围与之最接近且距离之最接近且距离之最接近且距离之最接近且距离相等的相等的相等的相等的ClCl-共有共有共有共有 个；这几个个；这几个个；这几个个；这几个ClCl-在在在在空间构成的几何空间构成的几何空间构成的几何空间构成的几何构型为构型为构型为构型为 。6 6正八面体正八面体正八面体正八

15、面体第37页/共56页 在氯化铯晶体中，每个在氯化铯晶体中，每个在氯化铯晶体中，每个在氯化铯晶体中，每个ClCl-(或或或或CsCs+)周围与之最接周围与之最接周围与之最接周围与之最接近且距离相等的近且距离相等的近且距离相等的近且距离相等的CsCs+(或或或或ClCl-)共有共有共有共有 ；这几个；这几个；这几个；这几个CsCs+(或或或或ClCl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；在每个；在每个；在每个；在每个CsCs+周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的CsCs+共有共有共有共有 ；这几

16、；这几；这几；这几个个个个CsCs+(或或或或ClCl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；CsClCsCl晶体晶体晶体晶体8 8个个个个立方体立方体立方体立方体6 6 个个个个正八面体正八面体正八面体正八面体第38页/共56页AD=CD=a/2AD=CD=a/2AC=ABAC=AB=每个每个每个每个COCO2 2分子周围有多分子周围有多分子周围有多分子周围有多少个与之最近且等距离少个与之最近且等距离少个与之最近且等距离少个与之最近且等距离的的的的COCO2 2分子？距离为多分子？距离为多分子？距离为多分子？距离为多少？（设晶胞边长为少

17、？（设晶胞边长为少？（设晶胞边长为少？（设晶胞边长为a a）a a1212个个个个 第39页/共56页 1987 1987年年年年2 2月，朱经武（月，朱经武（月，朱经武（月，朱经武（Paul Paul ChuChu）教授等发现钇钡铜氧）教授等发现钇钡铜氧）教授等发现钇钡铜氧）教授等发现钇钡铜氧化合物在化合物在化合物在化合物在90K90K温度下即具有温度下即具有温度下即具有温度下即具有超导性，若该化合物的结超导性，若该化合物的结超导性，若该化合物的结超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化合构如右图所示，则该化合构如右图所示，则该化合构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（物的化学式可能是（

18、物的化学式可能是（物的化学式可能是（）A.YBaA.YBa2 2CuOCuO7-X7-X B.YBa B.YBa2 2CuCu2 2OO7-X7-X C.YBa C.YBa2 2CuCu3 3OO7-X7-X D.YBa D.YBa2 2CuCu4 4OO7-X7-XCu Cu 8(1/8)+8(1/4)=3 8(1/8)+8(1/4)=3 1/81/81/41/4Ba Ba 2 2Y Y 1 1C C第40页/共56页 金刚石和石墨最小的环为金刚石和石墨最小的环为金刚石和石墨最小的环为金刚石和石墨最小的环为几元环？碳碳键的键角为多几元环？碳碳键的键角为多几元环？碳碳键的键角为多几元环？碳碳键

19、的键角为多少？少？少？少？Wg Wg石墨中碳原子数为石墨中碳原子数为石墨中碳原子数为石墨中碳原子数为 碳环数为碳环数为碳环数为碳环数为 ；碳碳单键数为；碳碳单键数为；碳碳单键数为；碳碳单键数为 ；三者之比为；三者之比为；三者之比为；三者之比为 。(W/12)1/2 N(W/12)1/2 NA A(W/12)N(W/12)NA A(W/12)3/2 N(W/12)3/2 NA A 2:1:32:1:3每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有2 2个碳个碳个碳个碳每个碳连有三个键，每个键

20、为两个碳共有，故每个每个碳连有三个键，每个键为两个碳共有，故每个每个碳连有三个键，每个键为两个碳共有，故每个每个碳连有三个键，每个键为两个碳共有，故每个碳占有碳占有碳占有碳占有3/23/2个键个键个键个键第41页/共56页白磷的键角为多少？白磷的键角为多少？白磷的键角为多少？白磷的键角为多少？WgWg白磷中磷磷单键的数白磷中磷磷单键的数白磷中磷磷单键的数白磷中磷磷单键的数目为多少？目为多少？目为多少？目为多少？60 60(W/124)6 N(W/124)6 NA A 第42页/共56页CaF2 晶体中正离子的配位数晶体中正离子的配位数8,负离子的配位负离子的配位数为数为 。TiO2晶体中正离子

21、的配位数为晶体中正离子的配位数为6，负离子的配，负离子的配位数为多少？位数为多少？ZnS晶体中负离子的配位数是晶体中负离子的配位数是4,正离子正离子的配位的配位数为多少？数为多少？434第43页/共56页石墨是层状结构的石墨是层状结构的混合型混合型晶体晶体 第44页/共56页单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答：单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答：金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼熔点熔点(K)沸点沸点(K)硬度硬度(moh(moh)38235100 10 1016832628 7 70 025732823 9 95 5(1)1)晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于_晶体。

22、晶体。(2)(2)已知晶体硼的基本结构单元是由已知晶体硼的基本结构单元是由B B原子原子构成的正二十面体，其中有构成的正二十面体，其中有2020个等边三角个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个一个B B原子。通过观察图形及推算，可知此原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由结构单元是由_个个B B原子构成，原子构成，其中其中B BB B键间的夹角是键间的夹角是_。第45页/共56页资资料料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是-锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是-锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金第46页/共56页第47页/共56页第48页/共56页第49页/共56页第50页/共56页第51页/共56页第52页/共56页第53页/共56页第54页/共56页第55页/共56页感谢您的观看。感谢您的观看。第56页/共56页