晶体的特征

晶体的常识晶胞物质常见的三态是气态、液态和固态。

固态物质简称为固体，在固体中，原子、分子、离子或原子团被限制在固定的位置周围振动，所以固体具有比较刚性的结构，难以被压缩。

固体可以是晶态或非晶态，晶体以其结构中原子、分子、离子或原子团的有规则排列而区别于非晶体。

晶体随处可见在日常生活中起着非常重要的作用，例如，食盐、糖、苏打、红宝石、金刚石、石英等都属于晶态。

了解晶体的特征，掌握晶体结构知识，对认识物质性质具有重要意义。

天然红宝石及制品一．晶体的特征人们常从以下三方面来区别晶体和非晶体。

1.晶体有自范性，而非晶体没有。

晶体呈自发形成的规则的几何外形，而非晶体没有一定的外形。

有些晶体很大，直接的呈现出美丽的多面体形状，如石英晶体呈菱柱或菱锥状，明矾晶体呈八面体形，雪花有多种形状，但都为六角形，我国古代早有“雪花多六出”的记载。

菱锥和菱柱状的石英晶体正八面体形的明矾晶体雪花晶体有些晶体很小，肉眼看来是细粉末，似乎没有晶面，但借助于光学显微镜或电子显微镜也可以观察到它们整齐而有规则的外形，如我们可以观察到立方体状的氯化钠、棱柱状的硫酸铜、针状的羟基氧化铁等晶粒外形。

而玻璃、沥青、石蜡等是非晶体，它们冷却凝固时不会自发形成多面体外形，没有特征的形状，所以又称无定形体。

硫酸铜晶体小颗粒和放大的结构放大的氯化钠晶体颗粒我们把晶体在适宜的条件下，能够自发的呈现封闭的规则和凸面体外形的性质叫做晶体的自范性。

晶体自范性是晶体中粒子微观空间里呈现周期性有序排列的的宏观表象。

晶体的自范性是需要在适宜的条件下才能体现的，这个适宜条件通常指生长速率适当，如果熔融态物质冷却凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。

如玛瑙石熔融态的二氧化硅快速冷却形成的，而水晶是热液缓慢冷却形成的。

缺角的氯化钠晶体在饱和氯化钠溶液中慢慢会变为完美的立方体晶体，这也是晶体自范性的一种表现。

2.晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体：是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。

②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。

2、晶体的特征（1）晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。

①自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。

b．“自发”过程的实现，需要一定的条件。

晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。

②均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。

③各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。

④对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。

在外形上，常有相等的对称性。

这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。

晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。

⑤最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较，其内能最小。

⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。

⑦有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。

⑧能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。

X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。

利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。

非晶体物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。

（2）晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形，而非晶体SiO2无规则的几何外形。

②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。

③晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。

④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。

§3 晶体结构一、晶体与非晶体1、晶体的特征：⑴有一定的几何外形，非晶体如玻璃等又称无定形体；⑵有固定的熔点；⑶各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。

一块晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导电导热性质、机械强度等，从晶体的不同方向去测定，常不同。

⑷晶体具有平移对称性：在晶体的微观空间中，原子呈现周期性的整齐排列。

对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的，不变的，这是晶体的普遍特征，叫做平移对称性。

⑸自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。

2、晶体的内部结构⑴晶格：把晶体中规则排列的微粒抽象成几何学中的点，并称为结点。

这些点的结合称为点阵，沿着一定的方向按某种规则把结点连结起来，则得到描述各种晶体内部结构的几何图像——晶体的空间格子，称为晶格。

⑵晶胞：在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分称为晶胞。

（晶体中最有代表性的重复单位）⑶晶胞基本特征：晶胞有二个要素：①是晶胞的大小、型式，②是晶胞的内容。

晶胞的大小、型式由a、b、c三个晶轴及它们间的夹角α.β.γ所确定。

晶胞的内容由组成晶胞的原子或分子及它们在晶胞中的位置所决定。

3、单晶体和多晶体⑴单晶体——由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生成而成，其内部的粒子基本上按某种规律整齐排列。

如冰糖、单晶硅等。

⑵多晶体——由很多单晶体杂乱聚结而成，失去了各二、离子晶体及其性质1、离子晶体的特征和性质⑴由阳离子和阴离子通过静电引力结合成的晶体——离子晶体。

⑵性质：静电作用力较大，故一般熔点较高，硬度较大、难挥发，但质脆，一般易溶于水，其水溶液或熔融态能导电。

2、离子键⑴定义：阳离子和阴离子通过静电作用形成的化学键。

⑵离子键的形成条件：元素的电负性差要比较大。

⑶离子键的本质特征：是①静电作用力，②没有方向性和饱和性。

⑷影响离子键强度的因素①离子电荷数的影响。

②离子半径的影响：半径大, 导致离子间距大, 所以作用力小; 相反, 半径小, 则作用力大。

分子晶体的典型特征分子晶体是一种由分子构成、具有规则有序的晶体结构的固体。

它具有许多独特的特征，包括化学组成均一、几何形状规则、热稳定性好、分子间相互作用强等。

下面将从几个方面来介绍分子晶体的典型特征。

一、分子晶体的化学组成均一分子晶体通常由同种或不同种的分子通过相互作用形成。

与矿物晶体不同，分子晶体的分子组成均一，可以是有机分子或无机分子，单一分子或复合分子，分子之间有共价键或非共价键的相互作用。

分子晶体的分子几乎没有缺陷和杂质，因此化学组成非常均一。

二、几何形状规则分子晶体由分子通过相互作用排列形成，其几何形状具有规则性。

分子晶体的晶格通常是具有对称性的几何体，例如正方形、三角形、菱形等。

此外，分子晶体的晶面通常是平整的，晶点也是有规则的，这些特征都展示了分子晶体的几何形状规则。

三、热稳定性好分子晶体在高温下具有很好的热稳定性。

这是因为分子晶体的分子之间需要克服相互作用的势垒才能发生热运动，而这个势垒通常很高，所以热稳定性很好。

此外，由于分子晶体的化学组成均一，所以其热膨胀系数和热传导系数也比较均一，这样可以减少因不同材料热膨胀系数和热传导系数的不同而导致的热应力的产生。

四、分子间相互作用强分子晶体的分子之间相互作用很强，有时甚至比分子本身的化学性质更重要。

分子之间有各种各样的非共价键相互作用，包括氢键、范德华力、电子转移相互作用等。

这些相互作用对于分子晶体的形成和结构独特性具有重要的作用。

综上所述，分子晶体具有化学组成均一、几何形状规则、热稳定性好、分子间相互作用强等特征。

这些特征不但使分子晶体具有独特的物理学和化学性质，同时也为人们设计新的分子晶体材料提供了参考和指导。

归纳总结 3 种典型的晶体结构的晶体学特征
1、金刚石（C）：为典型的共价键晶体（原子晶格），所以不遵循最
紧密堆积原理。

每个C原子与周围另外四个C原子以sp3杂化轨道形成共
价键；其晶胞也为立方面心格子，立方对称。

2、石墨（C）：石墨与金刚石是C的两个同质多像（同素异形）变体。

石墨结构中有共价键、分子键等，所以也不遵循最紧密堆积原理。

石墨是
一个典型的层状结构，层内每个C与周围三个C以sp2杂化轨道形成共价键，还有一个p轨道没有参加杂化，这些没有参加杂化的p轨道以垂直于
层是方向平行排列，形成一个大p键（相当于金属键），层间还有分子键。

3、NaCl晶体：Cl-离子做立方最紧密堆积，Na+离子充填于所有的八
面体空隙中，立方对称。

因为n个球形成的八面体空隙也为n个，所以阴、阳离子数量比为1：1。

扩展资料
晶体的共性
1、自范性
晶体物质在适当的结晶条件下，都能自发地成长为单晶体，发育良好
的单晶体均以平面作为它与周围物质的界面，而呈现出凸多面体。

2、守恒定律
同一种晶体在相同的温度和压力下，其对应晶面之间的夹角恒定不变。

3、解理性
当晶体受到敲打、剪切、撞击等外界作用时，可有沿某一个或几个具有确定方位的晶面劈裂开来的性质。

4、各向异性
晶体的物理性质随观测方向而变化的现象称为各向异性。

晶体的很多性质表现为各向异性，如压电性质、光学性质、磁学性质及热学性质等。

金属材料晶体结构特征
1.原子排列有序：金属材料中的原子排列有序，呈现出高度的规则性和对称性。

这种有序排列决定了金属材料具有很高的韧性和强度。

2. 金属键：金属材料中的原子之间形成的是金属键，这种键的
强度比共价键或离子键要弱，但却能够保持金属材料的整体结构稳定。

3. 晶格结构：金属材料的晶体结构由晶格和点阵组成。

晶格是
一种由点阵排列而成的三维结构，每个点阵都代表着一种原子或离子的位置。

不同的金属材料有不同的晶格结构，如立方晶格、六方晶格、四方晶格等。

4. 点阵类型：不同的金属材料中，原子的排列方式也存在差异，可以分为充分填充型、半填充型和空穴型三种点阵类型。

5. 密堆积结构：金属材料的原子在晶体结构中的排列方式往往
是密堆积结构，这种结构可以使得金属材料的密度很高，同时也保证了金属材料的整体强度和韧性。

总的来说，金属材料的晶体结构特征决定了其在力学性能、热学性能、电学性能等方面的表现，对于金属材料的制备和应用都有着重要的意义。

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四种晶体一．原子晶体1.定义：相邻的原子之间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体。

2.构成晶体的微粒：原子3.微粒间的相互作用：共价键①概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

②分类：极性共价键﹑非极性共价键③特征：有方向性﹑有饱和性④影响强度的因素：成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定⑤对物质性质的影响：共价键的键能越大，分子稳定性越强4.物理性质：熔沸点高，难溶于水，硬度大，固态时不导电（熔点：金刚石﹥碳化硅﹥晶体硅）一般来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，熔沸点越高5.实例：某些非金属单质，如:B、Si、Ge 等；某些非金属化合物，如：SiC、BN、SiO2 二．金属晶体1.定义：通过金属键结合而形成的晶体2.构成晶体的微粒：金属阳离子和自由电子3.微粒间的相互作用：金属键4.物理性质：导热性、导电性、延展性，熔沸点较高，硬度较大一般来说，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强，离子的熔沸点越高5.实例：金属、合金6.金属晶体的四种堆积模型简单立方：代表金属Po；配位数6；晶胞占有的原子数1体心立方（钾型）：代表金属Na、K、Fe；配位数8；晶胞占有的原子数2面心立方（铜型）：代表金属Cu、Ag、Au；配位数12；晶胞占有的原子数4六方最密堆积（镁型）：代表金属Mg、Zn、Ti；配位数12；晶胞占有的原子数2 三．分子晶体1.定义：分子间以分子间作用力结合而成的晶体2.构成微粒：分子3.微粒间的相互作用力：①范德华力：特征：无方向性、无饱和性影响强度的因素：随着分子极性的增大而增大组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对物质性质的影响：影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔沸点增大②氢键：分类：分子间氢键、分子内氢键特征：有方向性、有饱和性影响强度的因素：对A—H…B，A、B的电负性越大，B原子半径越小，键能越大对物质性质的影响：使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度越大4．物理性质：熔沸点较低，硬度较小；“相似相溶”原理汽化或熔融时，克服分子间作用力不破坏化学键在固态或熔融状态下不导电5.实例：非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物四．离子晶体1．定义：离子间通过离子结合而形成的晶体2．构成微粒：阴离子和阳离子3．微粒间的相互作用：离子键4．物理性质：具有较高的熔沸点，难挥发，硬而脆，固态不导电，熔化或溶于水后能导电大多数易溶与极性溶剂（如水中），难溶于非极性溶剂（如汽油煤油）一般来说，阴阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高6.实例：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐五．得到晶体的途径：熔融状态物质凝固气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出。

判断是不是晶体的依据
晶体有三个特征：
(1)晶体有整齐规则的几何外形；
(2)晶体有固定的熔点；
(3)晶体有各向异性的特点.
固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,而无定形固体不具有上述特点.
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列.
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序.如玻璃.外形为无规则形状的固体.
晶体的共性
1、长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列.
2、均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的.
3、各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质.
4、对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性.
5、自限性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性.
6、解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质.
7、最小内能：成型晶体内能最小.
8、晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变.。

分子晶体的特征
分子晶体是由一系列单个分子或分子簇构成的晶格，是实际应用最为广泛的一种晶体。

分子晶体的特征主要可以分为物理性质、化学性质和结构性质三部分。

1.物理性质
分子晶体的物理性质包括晶体的晶格常数、晶体的热学性质以及导电性等。

晶格常数是指构成晶体单元格的四周的距离，通常由晶体结构所决定，物质类型和温度也有影响。

晶体的热学性质是指晶体的热导率、热容量等，热容量是指晶体贮存的热量。

晶体的导电性是指晶体的电导率，电导率取决于晶体结构以及温度。

2.化学性质
分子晶体的化学性质包括缔合性质、溶解度、酸碱度及抗腐蚀性等。

缔合性质是指分子晶体中分子簇之间的结合性，而溶解度则可以用来衡量晶体在溶剂中的分解速度。

酸碱度可以用来衡量晶体的酸化和碱化反应是否可以发生，而抗腐蚀性可以用来衡量晶体在多种腐蚀性介质中的耐受度。

3.结构性质
分子晶体的结构性质最常见的表现形式是其单元格结构，晶体结构的形式可分为单斜晶体、二斜晶体、三斜晶体和体心立方晶体等。

另外，晶体的显微结构还会受到分子簇之间的结合性以及晶体热力学稳定性的影响。

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