典型化合物的晶体结构李会巧

第34卷第3期 人　工　晶　体　学　报 Vol.34　No.3　2005年6月 JOURNAL OF SY NTHETI C CRYST ALS June,2005　晶体结构控制晶体形态的理论及应用李广慧1,韩　丽1,方　奇2(1.天津商学院材料科学与工程研究所,天津300134;2.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100)摘要:本文对比分析了研究晶体宏观形貌与内部结构关系的3种主要理论,即布拉维法则、周期键链理论和负离子配位多面体生长基元理论。

提出利用布拉维法则,结合晶胞形状及结构中螺旋轴、滑移面的影响,可以更准确地分析晶体的习性,并据此对晶体习性进行了分类。

关键词:晶体结构;晶体习性;晶形分析;钙钛矿中图分类号:O77 文献标识码:A 文章编号:10002985X(2005)0320546204Theory and Appli ca ti on of Crysta l StructureCon trolli n g Its M orphologyL I Guang2hui1,HAN L i1,FAN G Q i2(1.I nstitute of Materials Science and Engineering,Tianjin University of Commerce,Tianjin300134,China;2.State Key Laborat ory of CrystalMaterials,Shandong University,J inan250100,China)(R eceived8Septe m ber2004,accepted30N ove m ber2004)Abstract:Three theories about the relati onshi p bet w een crystal structure and for m,B ravais rule,peri odic bond chain(P BC),and the theory of gr owth basic2structural unit of negative i on coordinating polyhedr on,were balanced and analyzed in this paper.The results indicate that using B ravais rule, combining with the effect of the for m of crystal cell and the scre w axis and the sli ppage face in structure, the crystal behavi our can be more accurately analyzed.On these gr ounds the crystal behavi ours were classified.Key words:crystal structure;crystal behavi our;crystal f or m analysis;per ovskite1　引　言晶体形态的变化,受内部结构和外部生长环境的控制。

中学化学晶体结构中常见的几个问题资源自人教网!2011-08-31 人教网河北省宣化县第一中学栾春武一、为什么AlCl3是共价化合物金属元素与非金属元素形成的化合物通常是离子化合物，如NaCl、K2S等，但AlCl3是共价化合物。

AlCl3的熔点192.4℃（2.5个大气压），沸点为177.8℃（沸点比熔点低是因为测定AlCl3熔点需加压，因而使得熔点升高）。

AlCl3在熔融态、气态和非极性溶剂中均以二聚体Al2Cl6的形式存在（如图所示）。

这是因为三价铝离子的半径过小，电荷密度高，导致了阴离子的变形，使离子型向共价型移动。

Al是缺电子原子，有空的p轨道，Cl原子有孤对电子，两个AlCl3分子间能发生Cl→Al的电子授予和接受作用，形成氯桥配合物。

其实，除碱金属、碱土金属（Li、Be除外）之外，大多数的氯化物、溴化物和碘化物，如BeCl2、HgCl2、SnCl4、FeCl3、BiCl3等以及相应的溴化物、碘化物等均为共价化合物，但AlF3（熔点1040℃，沸点1260℃，熔融状态时能导电）MgF2（熔点1250℃，沸点2260℃，熔融状态时能导电）等为离子型化合物。

二、为什么NaCl、MgCl2、AlCl3的熔沸点依次降低按照一般规律：离子半径越小，粒子的电荷越多，则离子键越强，离子化合物的熔沸点就越高。

Na+、Mg2+、Al3+的离子半径依次减小，电荷数依次增多，但NaCl、MgCl2、AlCl3的熔点却依次降低，分别为801℃、714℃、192.4℃；沸点也依次降低，依次为1443℃、1000℃、177.8℃。

究其原因，也可用离子极化理论来解释：离子的半径越小、电荷数越多，则离子产生的电场强度就越大，其极化能力就越强，使得离子发生变形而产生电子云重叠的程度就越大，键的极性减弱，晶体的类型也就相应地由典型的离子晶体（如NaCl）经过渡型晶体（如MgCl2、AlCl3的层状晶体）转变为分子晶体，因而NaCl、MgCl2、AlCl3的熔沸点依次降低。

郴州市二中高一化奥班辅导资料——晶体结构（2008-05-28）【涉及概念和内容】根据《化学课程标准》和中学化学教材以及《物质结构与性质》选修教材，晶体结构涉及的内容包括：（1）基本概念：周期性有序排列、晶胞及晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、空隙、堆积方式、晶格能、并置碓砌；（2）堆积方式：面心立方、六方、体心立方和简单立方堆积；（3）晶体种类和性质：金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，自范性、各向异性、金属晶体的导电导热和延展性、X－射线衍射。

这些内容看似零碎，实际上它们有着密切的内在联系，了解和建立它们的关系，对于晶体结构的教与学，深刻理解晶体结构和性质，掌握核心、突出重点都是很重要的。

它们的联系可以用下面的结构表示，其中堆积类型是联系晶体基本概念、基本结构与不同晶体类型的结构和性质的桥梁。

面心立方最密堆积（A1）最密堆积六方最密堆积（A3）体心立方密堆积（A2）简单立方堆积金刚石型堆积(四面体堆积)（A4）一、晶体的结构1、晶体的概念晶体是质点（原子、分子、离子）在空间有规律周期性地重复排列，是具有规则的多面体固体物质。

2自范性：在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形（晶体的形貌）。

非晶体不能呈现多面体的外形。

晶态石英的谱图非晶态石英的谱图3、晶体的点阵结构概念：在晶体内部原子或分子周期性地排列的每个重复单位的相同位置上定一个点，这些点按一定周期性规律排列在空间，这些点构成一个点阵。

点阵是一组无限的点，连结其中任意两点可得一矢量，将各个点阵按此矢量平移能使它复原。

点阵中每个点都具有完全相同的周围环境。

晶体结构= 点阵+ 结构基元结构基元：在晶体的点阵结构中每个点阵所代表的具体内容，包括原子或分子的种类和数量及其在空间按一定方式排列的结构。

（1）直线点阵（2）平面点阵（3）晶胞（晶胞是人为划定的，为平行六面体）空间点阵必可选择3个不相平行的连结相邻两个点阵点的单位矢量a，b，c，它们将点阵划分成并置的平行六面体单位，称为点阵单位。

《物质结构与性质》文字说理题之晶体结构相关内容【方法和规律】1、不同晶体的特点比较离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体概念阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体晶体微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子原子微粒之间作用力离子键金属键分子间作用力共价键物理性质熔、沸点较高有的高(如铁)、有的低(如汞)低很高硬度硬而脆有的大、有的小小很大溶解性一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂2、晶体类别的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体(2)依据物质的分类判断①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等④金属单质、合金是金属晶体(3)依据晶体的熔点判断不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。

金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低(4)依据导电性判断①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电②原子晶体一般为非导体③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电④金属晶体是电的良导体(5)依据硬度和机械性能判断一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。

2.3合金相结构[1]虽然纯金属在工业中有着重要的用途，但由于其强度低等原因，因此，工业上广泛使用的金属材料绝大多数是合金。

所谓合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。

组成合金的基本的独立的物质称为组元。

组元可以是金属和非金属元素，也可以是化合物。

例如，应用最普遍的碳钢和铸铁就是主要由铁和碳所组成的合金;黄铜则为铜和锌的合金。

改变和提高金属材料的性能，合金化是最主要的途径。

欲知合金元素加人后是如何起到改变和提高金属性能的作用，首先必须知道合金元素加人后的存在状态，即可能形成的合金相及其组成的各种不同组织形态。

而所谓相是合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。

由一种相组成的合金称为单相合金，而由几种不同的相组成的合金称为多相合金。

尽管合金中的组成相多种多样，但根据合金组成元素及其原子相互作用的不同，固态下所形成的合金相基本上可分为固溶体和中间相两大类。

固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体，它保持着溶剂的晶体结构类型;而如果组成合金相的异类原子有固定的比例，所形成的固相的晶体结构与所有组元均不同，则称这种合金相为金属化合物。

这种相的成分多数处在A在B中溶解限度和B在A中的溶解限度之间，因此也叫做中间相。

合金组之间的相互作用及其所形成的合金相的性质主要是由它们各自的电化学因素、原子尺寸因素和电子浓度三个因素控制的。

2.3.1固溶体固溶体晶体结构的最大特点是保持着原溶剂的晶体结构。

根据溶质原子在溶剂点阵中所处的位置可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两类，下面即来分别加之讨论。

1.置换固溶体当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。

金属元素彼此之间一般都能形成置换固溶体，但溶解度视不同元素而异，有些能无限溶解，有的只能有限溶解。

两个一维镁配位聚合物的合成、晶体结构和荧光性质陈金喜;范巧玉【摘要】Two one-dimensional coordination polymers[Mg(Himdc)(DMF)(H2O)]n (1) and [Mg(Hpdc)(H2O)2]n (2) have been hydrothermally synthesized by the reactions of Mg(NO3)2·6H2O and 4,5-imidazoledicarboxylic acid or 3,5-pyrazoledicarboxylic acid, and characterized by elemental analysis, FTIR, thermal gravimetric analysis and X-ray diffraction single-crystal structural analysis. Two compounds crystallize in the orthorhombic and monoclinic, space group P212121 and P21/c for 1 and 2, respectively. Compound 1 shows one-dimensional zigzag chain structure, compound 2 shows one-dimensional linear chain structure, the chain and chain of 1 and 2 are both connected by hydrogen bonds to form three-dimensional structure. The fluorescence spectra of 1 and 2 were measured, the luminescence behaviors probably results from π→π* electronic transition of the respective ligand. CCDC: 832380,1;832381, 2.%本文以Mg(NO3)2· 6H2O分别与4,5-咪唑二羧酸(4,5-imidazoledicarboxylic acid,H3imdc)和3,5-吡唑二羧酸(3,5-pyrazoledicarboxylic acid,H3pdc)通过水热反应合成了2个新型镁的一维配位聚合物[Mg(Himdc)(DMF)(H2O)]n(1)和[Mg(Hpdc)(H2O)2]n (2),并对配位聚合物1和2进行了元素分析、FTIR、热重分析和X-射线单晶结构解析等表征.X-射线单晶结构解析表明配位聚合物1和2的晶体分别属于正交晶系与单斜晶系,空间群分别为P212121和P21/c.配合物1为一维Z字型链状结构,配合物2为一维线型链状结构,2个配合物中的链与链之间均通过氢键相互作用堆积成三维结构.对1和2进行固态荧光光谱分析,结果显示,1和2的荧光发射峰与各自的配体的荧光发射峰峰形一致,说明2个配合物的荧光发射峰应归属于各自配体内的π→π*电子跃迁.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2011(027)011【总页数】6页(P2185-2190)【关键词】配位聚合物;4,5-咪唑二羧酸;3,5-吡唑二羧酸;氢键;荧光性质【作者】陈金喜;范巧玉【作者单位】东南大学化学化工学院,南京211189;东南大学化学化工学院,南京211189【正文语种】中文【中图分类】O614.22配位聚合物是由金属离子或金属簇与有机桥连配体通过自组装在空间上形成的一维、二维或三维框架结构。