晶体结构与晶胞

ClNa+
正八面体
小结：
1、每个Na+同时吸引 6 个 Cl-，每个 Cl-同时吸引 6 个Na+，而Na+数目与Cl数目之比为1：1 化学式为 NaCl 2、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分 4 析其构成。每个晶胞中有 Na+， 有 4 个Cl3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等 的Na+有 12 个
配位数——化学式
4 4
CuO
【练习 4】 ： 在一个 TiO2 晶胞中 （结构如图 4） ， 所包含的 O 原子数目为 4
【练习 5】： 图 5 为由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子， 该分子的化学式是 Ti14C13 。
【练习 6】 ： 图 6 为氮元素与铁元素形成的一种化合物的 结构示意图，其中小黑色球代表 N 原子， 灰色球代表 Fe 原子，则该化合物的化学式 为 Fe2N 。
1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 )
1 6 5
2
3 4 6 5 4
1
2
3
A
，
B
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最
紧密的堆积方式。
第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
1 6 5
2
3 4
A
B
A
于是每两层形成一个周期， 即 AB AB 堆积方式，形成 六方紧密堆积(A3型）。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
二氧化硅的晶体结构
Si O
109º 28´
180º
共价键
小结：
1. 在SiO2晶体中，每个硅原子与 4个氧原子 结合；每个氧原子与 2 个硅原子结合；在SiO2
晶体中硅原子与氧原子个数之比是 1：2 。 2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 4 个共 价键；每个氧原子形成 2 个共价键；硅原子 个数与Si－O 共价键个数之比是 1：4 ；氧原 子个数与Si－O 共价键个数之比是 1：2 。
ABC
ABC
形式的堆积，
为什么是面心立方堆积？
我们来加以说明。
C B A
面心立方最密堆积分解图
面心立方紧密堆积 A C B A C B A
金属晶体中原子的 堆积方式
立方堆积
体心立方堆积
六方堆积
面心立方堆积
钋 型
钾 型
源自文库
镁 型
铜 型
问题2：化学式确定
角：1/8；棱：1/4；面：1/2；心：1
晶 胞
如下图所示为二维平面
晶体示意图,所表示的
化学式为AX3的是
________。
问题3：利用晶胞进行计算的一个公式三个 关系式？
1.确定原子数及化学式； 2.计算原子半径、晶体密度、相对原子质量等； 3.求阿伏加德罗常数值。
金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示， 实验测得钨的密度为19.30 g・cm-3， 原子的相对质量为183，假定金属钨原 子为等径的刚性球。 （1）试计算晶胞的边长； （2）试计算钨原子的半径。
小结：
8 个 Cl-，每个Cl1、每个Cs+同时吸引 同时吸引 8 个Cs+，而Cs+数目与Cl-数目之 为 1：1 化学式为 CsCl
2、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析 其构成。每个晶胞中有 1 Cs+，有1 个 Cl3、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的 Cs+有 6 个
金刚石的晶体结构
解： 根据题给信息，一个钨晶体的晶胞中 有2个钨原子 则一个晶胞的质量 设晶胞的边长为a,则晶胞的体积V为a3
4r
a
a≠2r
易错点
根据
得19.30=
设钨原子的半径为r ，则 r= =1.37×10-8cm
解得a=3.16×10-8cm ( )2+a2=(4r)2
问题4：常见晶体中一些数据的理解
109º 28´
金刚石晶胞
小结：
1：在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳
原子有多少个？ 4个 2：在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价 4个 键？
3：在金刚石晶体中碳原子个数与C－C共价键
个数之比是多少？ 1：2 4: 在金刚石晶体中最小碳环由几个碳原子来 组成? 6个 5.在金刚石晶胞中占有的碳原子数？ 8个
晶体中的几个疑难问题
问题1：金属晶体堆积形式
a:非密置型，缝隙为菱形
b:密置型，缝隙为三角形
这样得到的是简单立方堆积,自然界只有钋(Po)采 用这种排列.
这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入 下层金属原子形成的凹穴中。 得到的是体心立方（A2)堆积，如金属K等。
第二层
对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准
干冰的晶体结构
（1）二氧化碳分子的位置：在 晶体中截取一个最小的正方体， 正方体的八个顶点都落到CO2 分子的中心，在这个正方体的 每个面心上还有一个CO2分子。
（2）每个晶胞含二氧化碳 分子的个数 8×1/8+6×1/2=4
（3）与每个二氧化碳分子等距离 且最近的二氧化碳分子有 12个
石墨属于混合 晶体,是 层 状结 sp2 杂化； 晶 构, C原子呈 体中每个C原子被 3 个六 边形共用,平均每个环占有 2 个碳原子。 晶体中碳原子数、碳环数 和碳碳单键数之比 为 2:1:3 。 晶体中存在的作用有：
共价键、金属键和范德华力
石墨
B A
六方最密堆积分解图
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 1 6 5 4
2
3
的
2，4，6
位，不同
于 AB 两层的位置，这是 C 层。
1 6 5
2 3 4
1 6
5
2
3
4
第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得
A
到面心立方堆积（A1型）。
C
B
1 6
5
2
A
3
4
C B
A
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图