晶体化学基本原理2014
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第⼆章晶体化学基本原理第⼆章晶体化学基本原理思路:晶体质点的种类(化学组成)→晶体质点的位置(晶体结构)→晶体质点之间的相互作⽤(键型、电负性、极化、配位等对晶体结构的影响)第⼀节晶体结构的键合⼀、晶体中键的形式(晶体结构中,质点之间的结合⼒称为键):化学键:原⼦或离⼦结合成为分⼦或晶体时,相邻原⼦或离⼦间的强烈吸引作⽤称为化学键。
⼆、化学键的类型:由不同键型组成的物质在性质上有很⼤差别。
是什么因素决定了形成某种物质时键的类型呢?仍然是组成该物质各原⼦的电⼦构型。
电⼦构型不同的原⼦其第⼀电离能I和亲和能Y不同。
通常将I+Y称作原⼦的电负性,⽤来量度原⼦对成键电⼦吸收能⼒的相对⼤⼩,⽤X(=I+Y)表⽰。
具体⽤两个元素的电负性差值X⼤⼩来定量确定物质的键型。
即电负性(X)⼤⼩可衡量电⼦转移的情况,因⽽可⽤来判断化学键的键型。
原⼦的X越⼤,越易得到电⼦形成负离⼦,当X ⼤于2后,呈⾮⾦属性,其组成了⼤部分⽆机材料;原⼦的X越⼩,越易失去电⼦形成正离⼦,当X⼩于2后,呈⾦属性,其组成了⾦属材料。
(1)离⼦键(P16):其⾮⾦属原⼦容易得到电⼦的倾向也反映在它们的电负性数值⾼上,凡是X值相差⼤的不同种原⼦作⽤形成离⼦键,⼀般在4.0-2.1之间。
注意离⼦键⽆饱和性和⽅向性。
(2)共价键:凡是X值较⼤的同种或不同种原⼦组成共价键。
共价键有饱和性和⽅向性。
(3)范德⽡尔斯键(P16):分⼦间由于⾊散、诱导、取向作⽤⽽产⽣的吸引⼒的总和。
属于分⼦键(分⼦间较弱的相互作⽤⼒)。
(4)氢键(P16):是⼀种特殊的键合。
也属于分⼦键。
氢键键⼒ > 范德华键键⼒;其分⼦晶体的结构单元是分⼦,分⼦内的原⼦以共价键结合,⽽分⼦与分⼦之间以范德华键结合。
(5)⾦属键(P17):原⼦的X越⼩,越易失去电⼦,X⼩于2,呈⾦属性。
即凡是X值都较⼩的同种或不同种原⼦组成⾦属键,被给出的电⼦形成⾃由电⼦⽓,⾦属离⼦浸没其中。
注意⾦属键⽆饱和性和⽅向性。
化学晶体学原理化学晶体学是研究晶体的组成、结构和性质的学科。
晶体是由原子、离子或分子有序排列形成的周期性结构,具有独特的物理、化学和光学性质。
本文将介绍化学晶体学的基本原理。
一、晶体的组成晶体通常由一个或多个化学元素或化合物组成。
元素晶体由同一种元素构成,如金属晶体中的金属原子。
化合物晶体由两种或多种不同的元素组成,如晶体中的盐类或矿物。
二、晶体的结构晶体的结构由原子、离子或分子的有序排列决定。
最简单的晶体结构是周期性排列的平面方阵,该结构称为简单晶格。
晶格是晶体中最基本的重复单位,通过平移重复堆积可以构成整个晶体。
晶格的类型取决于晶体的组成和结构。
晶体的结构可以通过X射线衍射、电子显微镜和光学显微镜等技术进行研究。
三、晶体的性质晶体的物理性质包括硬度、熔点、导电性和透明度等。
晶体的化学性质包括反应性和化学组成等。
晶体的硬度取决于其结构和成分。
一些晶体具有高硬度,如金刚石晶体,可以用于切割和磨削。
晶体的熔点是指晶体从固态到液态转变的温度。
不同晶体的熔点因其结构和成分而异。
晶体的导电性取决于其中的离子或电子。
具有导电性的晶体被称为导体,而不能导电的晶体被称为绝缘体。
晶体的透明度取决于其结构和成分。
一些晶体可以透过光线传播,被称为透明晶体,而另一些晶体则不透明。
四、晶体的应用晶体在许多领域有着广泛的应用。
晶体的光学性质使其在激光器、光纤通信和液晶显示器等领域发挥重要作用。
晶体的电学性质使其在电子器件中被广泛应用,如二极管和晶体管。
晶体的力学性质被应用于声波和压电传感器等领域。
此外,晶体还常用于材料科学、药物研究和催化剂开发等领域。
结论化学晶体学的原理涉及晶体的组成、结构和性质。
了解晶体的原理有助于我们理解晶体的特性以及应用。
通过研究和应用晶体学,我们可以开发出更多新材料和新技术,推动科学的发展和进步。
参考文献:1. Giacovazzo, C. (2002). Fundamentals of Crystallography. Oxford: Oxford University Press.2. McKie, D. (2009). Introduction to Crystallography. Malden, MA: Wiley-Blackwell.。