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第十章 固体结构

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大连理工大学《无机化学》自测练习题

大连理工大学《无机化学》自测练习题

大连理工大学《无机化学》自测练习题第十章:固体结构一、判断1、固体物质可以分为晶体和非晶体两类。

............................................................（√）2、仅依据离子晶体中正负离子半径的相对大小即可决定晶体的晶格类型。

. ............................. ............................. ............................. ................................ （×）3、自然界存在的晶体或人工制备的晶体中，所有粒子都是按照一定规律有序排列的，没有任何缺陷。

............................. ............................. ..................................（×）4、在常温常压下，原子晶体物质的聚集状态只可能是固体................................（√）5、某物质可生成两种或两种以上的晶体，这种现象叫做类质多晶现象。

........（×）1、√2、×3、×4、√5、×二、单选题1、下列物质的晶体结构中既有共价键又有大p键和分子间力的是....................（C）(A) 金刚砂；(B) 碘；(C) 石墨；(D) 石英。

2、氯化钠晶体的结构为.... ............................. ......................................................（B）(A) 四面体；(B) 立方体；(C) 八面体；(D) 单斜体。

3、下列各组离子中极化力由大到小的顺序正确的是. .........................................（B）(A) Si4+ > Mg2+ > Al3+ > Na+；(B) Si4+ > Al3+ > Mg2+ > Na+；(C) Si4+ > Na+ > Mg2+ > Al3+；(D) Na+ > Mg2+ > Al3+ > Si4+。

固体结构

固体结构

第十章固体结构1、下列物质中，熔点最低的是（）。

（A）NaCl （B）KBr （C）KCl （D）MgO 2、下列离子中，极化率最大的是（）。

（A）Na＋（B）Rb＋（C）I－（D）Cl－3、下列物质中，离子极化作用最大的是（）。

（A）MgCl2（B）NaCl （C）AlCl3（D）SiCl44、下列物质中，熔点最高的是（）。

（A）NaCl （B）MgO （C）CaO （D）KCl 5、下列离子半径最小的是（）。

（A）O2－（B）F－（C）Mg2＋（D）Al3＋6、下列离子半径最大的是（）。

（A）Mg2＋（B）Ca2＋（C）Sr2＋（D）Ba2＋7、在CsCl型晶体中，正、负离子的配位比为（）。

（A）8：8 （B）6：6 （C）4：4 （D）12：12 8、在NaCl型晶体中，正、负离子的配位比为（）。

（A）8：8 （B）6：6 （C）4：4 （D）12：12 9、在ZnS型晶体中，正、负离子的配位比为（）。

（A）8：8 （B）6：6 （C）4：4 （D）12：12 10、下列物质的晶体中，属于原子晶体的是（）。

（A）S8（B）Ga （C）Si （D）GaO11、下列离子中，极化力最大的是（）。

（A）Cu＋（B）Rb＋（C）Ba2＋（D）Sr2＋12、下列晶体熔化时，需要破坏共价键的是（）。

（A）SiO2（B）HF （C）KF （D）Pb 13、下列离子中，极化率最大的是（）。

（A）K＋（B）Rb＋（C）Br－（D）I－14、下列氯化物熔点高低次序中错误的是（）。

（A）LiCl＜NaCl （B）BeCl2＞MgCl2（C）KCl＞RbCl （D）ZnCl2＜BaCl215、下列沸点高低顺序正确的是（）。

（A）HI＞HBr＞HCl＞HF（B）H2Te＞H2Se＞H2S＞H2O（C）NH3＞SbH3＞AsH3＞PH3（D）CH3＞GeH4＞SiH416、石墨晶体中，层与层间的结合力是（）。

（A）金属键（B）共价键（C）离子键（D）分子间力17、下列离子晶体中晶格能最大的是（）。

[课件]第十章 固体结构PPT

[课件]第十章 固体结构PPT
2018/12/2 3
第十章
固体结构
§10.1 晶体结构和类型
（1） 晶胞的大小与形状
由晶胞参数a，b，c， α，β，γ表示， a，b，c 为 z c β a x
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六面体边长， α，β，γ 分
别是bc ，ca , ab 所组成的
α
O
b
夹角。
γ
y
第十章
固体结构
§10.1 晶体结构和类型
属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、
电子层结构等其它许多因素有关，很复杂。
2018/12/2 10
第三章
晶体结构
§3.4 金属晶体
可以用原子化焓衡量金属键的强度。
原子化焓：指1 mol金属完全气化成互相远离的气
态原子吸收的能量。金属原子化焓小时，其熔点 低，质地软； 反之，则熔点高， 硬度大。 例如 原子化焓 m.p. Na 108.4 kJ∙mol－1 97.5℃ Al 326.4 kJ∙mol－1 660 ℃
第十章 固体 结构
第十章
固体结构
§10.1 晶体结构和类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论
1. 晶体结构的特征 晶体和非晶体是按照粒子在固体状态中 排列的特性不同划分的。 由原子、离子或分子（质点）在空间按一定 规律周期性重复排列所构成的固体物质叫晶体。 晶体的特征：（1）具有规则的多面体几何外形 （2）呈现各向异性：许多物理性质在晶 体的不同方向测定，其值是不同的。 （3）具有固定的熔点
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第十章
固体结构Biblioteka §10.2 金属晶体2. 金属晶体的堆积模型 把金属晶体看成是由直径相等的圆球状金属原 子在三维空间堆积构建而成的模型叫做金属晶体

晶格能计算方法

晶格能计算方法

③ Капусинский 半经验公式
④ 如果不知道离子晶体的类型，可用 Капусинский（卡普斯钦斯基）半经验公式计算晶
格能的近似值：
å U
= 1.202 ´105
r+
z1 z2 + r-
æ ç è
1
-
34.5 r+ + r-
ö5 ÷ ø
kJ∙mol－1
式中：r+和 r­的单位为 pm。
（4）离子极化
离子处于电场中会发生变形，产生诱导偶极，这种过程称为离子极化。
在离子晶体中，正负离子之间能产生计划作用，导致电子云重叠，从而使离子键具有一
定成分的共价成分。
离子极化作用的大小取决于离子的极化力和变形性。一般说来，电荷多，半径小的正离
子极化力大，易使负离子变形。 变形性是用极化力来量度的。通常，半径大的负离子具有较大的极化率，容易变形。在
氢键可分为分子间氢键和分子内氢键。 氢键的存在影响物质的性质，如沸点、熔点、密度、粘度等。 分子间形成氢键使沸点和熔点升高，使冰的密度比水的小，使某些溶液的粘度增大。分 子内氢键的生成使沸点和熔点降低，不会使溶液的密度和粘度增大
考虑离子极化时，一般主要考虑正离子对付离子的极化作用。
具有 18 电子构型的正离子（如 Ag+,Zn2­等），不但极化力大，其变型性也较大，易被负 离子极化。
正负离子相互极化，导致电子云产生较大程度的变形与重叠，使离子键向共价键过渡。
在离子晶体中，离子极化会造成键型和晶体类型的改变，相应的物质的性质（如溶解度、 熔点、颜色等）也会发生变化。例如，AgF 为离子型化合物，易溶于水，而 AgCl,AgBr,AgI 则 又与离子极化而难溶于水。又如 AgCl,AgBr,AgI 的颜色也因离子极化作用的增强而依次加深。

再以金属铁为例计算铁原子的金属半径室温下铁为体心立

再以金属铁为例计算铁原子的金属半径室温下铁为体心立

再以金属铁为例计算铁原子的金属半径。

室温下铁为体心立方堆积，实验测得其晶胞边长a 为２８６pm 。

立方体对角线的长d 等于金属半径r 的４倍，即d ＝４rd ２＝（a ２＋a ２）＋a ２＝３a ２所以d ＝３a ＝３×２８６pm ＝４９５pmr ＝d ４＝１４×４９５pm ＝１２４pm 根据上述讨论，还可以计算面心立方晶胞和体心立方晶胞的空间占有率。

对于面心立方晶胞，其体积为V ＝a ３＝４２r ３。

每个晶胞含有４个金属原子，图１０２　体心立方晶胞示意图每个原子的体积为V at m ＝４３πr ３，空间占有率α：α＝４V at m V ×１００％＝４×４３πr ３４２r ３×１００％＝７４％ 对于体心立方晶胞，立方体的体积V 与原子半径的关系是：V ＝a ３＝d３３＝４r３３每个晶胞含有２个金属原子，所以空间占有率为α＝２V at m V ×１００％＝２×４３πr ３４r３３×１００％＝６８％三、习题解析 ［浅析］　解（１０１）题时，通过熔点推断晶体类型应注意到，活泼金属与活泼非金属生成的化合物通常熔点比较高，属离子晶体。

但是，这类化合物有的因离子极化转变为共价化合物，其熔点比较低或易升华，它们属于分子晶体。

某些非金属单质（如硅、硼）的熔点比较高，为原子晶体。

原子晶体熔点多半很高，像202第十章　固体结构BN 这类非金属间化合物，N 与B 电负性差不大，不可能为离子晶体，熔点很高，因此为原子晶体。

BBr ３这类非金属间化合物熔点低，只能为分子晶体。

1（103）畅根据离子半径比推测下列物质的晶体各属何种类型。

（１）KBr （２）CsI （３）NaI （４）BeO （５）M gO 解：（１）r （K ＋）r （Br －）＝１３３pm １９６pm ＝０畅６７９ KBr （s ）属NaCl 型离子晶体（２）r （Cs ＋）r （I －）＝１６９pm ２１６pm ＝０畅７８２ CsI （s ）属CsCl 型离子晶体（３）r （Na ＋）r （I －）＝９５pm ２１６pm ＝０畅４４０ NaI （s ）属NaCl 型离子晶体（４）r （Be ２＋）r （O ２－）＝３１pm １４０pm ＝０畅２２１ BeO （s ）属于ZnS 型离子晶体（５）r （M g ２＋）r （O ２－）＝６５pm １４０pm ＝０畅４６４ M gO （s ）属于NaCl 型离子晶体 樉半径比规则只适用于离子晶体，而且用其推断离子晶体属何种类型时，只能作为参考，判断结果是否正确必须用实验事实来验证。

化学课后答案

化学课后答案
12. 讨论下列物质的键型有何不同。
81
（1） Cl2 （2） HCl （3） AgI （4） NaF
答：（1） Cl2 —非极性共价键；
（2） HCl —极性共价键；
（3） AgI —离子键过渡为共价键； （4） NaF —离子键
13．指出下列各固态物质中分子间作用力的类型。
（1） Xe （2） P4 （3） H 2O （4） NO （5） BF3 （6） C2 H 6 （7） H 2S 解：Xe ，P4 ，BF3 ，C2 H 6 均为非极性分子，分子间只存在色散力； NO ， H 2S 为极性分子，分子间存在色散力、取向力和诱导力； H 2O 为极性分子，同时分子中的 O 的电负性较大，故 H 2O 分子间 除存在色散力、取向力、诱导力以外，还存在氢键作用。
8. 列出下列两组物质熔点由高到低的次序。
(1) NaF
NaCl
NaBr
NaI
(2) BaO
SrO
CaO
MgO
解：上述两组物质均为典型离子化合物，可根据晶格能
U ∝ Z+ Z− 大小来判断其熔点由高到低的顺序如下： R0
（1） NaF ＞ NaCl ＞ NaBr ＞ NaI （2） MgO ＞ CaO ＞ SrO ＞ BaO
高。有些非金属单质（如碳、硅、硼等）为原子晶体，其熔点比较高。
BN 中 N 与 B 的电负性相差不大，两元素间为共价键，其熔点很高，为 原子晶体。BBr3 为分子晶体，其熔点较低，。
2．根据晶胞参数，判断下列物质各属于何种晶系？
化合物 a/nm b/nm c/nm α β γ 晶系
Sb
6.23 6.23 6.23 57D5′ 57D5′ 57D5′ 三方晶系

第十章 固体结构


• 八面体空隙：
一层的三个球与 错位排列的另一层三 个球间的空隙。
10.2.2 金属键理论
1. 电子海模型
2. 能带理论 金属键的量子力学模型称为能带理论，
它是在分子轨道理论的基础上发展起来的。
2. 晶格理论的基本概念
晶胞的两个要素：
a. 晶胞的大小与形状：
由晶胞参数a，b，
c，α，β，γ表示， a，
b，c 为六面体边长，
α，β，γ 分别是bc ，
ca , ab 所组成的夹 角。
b. 晶胞的内容包括粒子的种类，数目及它在 晶胞中的相对位置。
按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
晶系 立方晶系 三方晶系 四方晶系 六方晶系 正交晶系 单斜晶系 三斜晶系
74.05%
2.面心立方密堆积：fcc
（Al）、（Cu）、（Ni）、 （Au）、（Ag）、（γ-Fe，
第三层与 第一层有错 位，以
ABCABC… 方式排列。 配位数：12 空间占有率：
74.05%
3.体心立方堆积：bcc
铬、钼、钨、钒，Na,K,Fe等碱金属
配位数：8 空间占有率： 68.02%
按带心型式分类，将七大晶系分为14种 型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心 立方和面心立方三种型式。
14种晶格 。
七大晶系:它们都是 六面体。根据结点在 单位平行六面体的分 布情况，可归纳出4种 （简单晶格、底心晶 格、体心晶格、面心 格晶格）情况。把4种 情况用之于7大晶系， 可得到14种空间点阵 的形式。即14种晶格 （空间格子）又称14 布拉维Bravais点阵。
边长
a=b=c a=b=c a = b≠c a = b≠c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c

固体结构

பைடு நூலகம்
3.离子的极化力 影响因素：离子的电荷，离子的半径，离子的外层电子构型 4.离子的变形性 影响因素：离子电荷，离子的半径，离子的外层电子构型 5.附加极化力： 一些18电子或者18+2电子构型的阳离子，他们的极化和变形性都很强， 当它们对阴离子产生极化作用的时候，本身也会被阴离子所极化，阴 阳离子相互极化的结果，使彼此变形性增大，诱导偶极增大，相邻异 极电荷更加集中，导致彼此的极化力都进一步加强，这种因相互极化 而增大的极化能力，称为附加极化力. 6.离子极化对物质结构和性质的影响 （1）.键型过度：离子极化的结果，使正负离子之间产生了额外的吸引 力，甚至有可能使两个离子的轨道或者电子云产生变形而导致轨道的 相互重叠，致使离子间距离减小，键的离子性降低而共价键增强，离 子相互极化越强，就有可能由离子键过度到共价键。 （2）. 性质的改变： a.溶解度的变化 b.化合物颜色的变化 c.晶体的熔点
第十章 固体结构
10.1晶体结构类型 10.1.1晶体结构的特征与晶体理论 1. 晶体理论的基本概念： a. 晶格：组成晶体的微粒在空间作用下有规则的排列，如果把这些微粒 抽象成几何点，那样这些几何点就具有一定的几何形状。我们把从晶体 中抽象出来的几何图形称为点阵。 b. 晶胞：晶胞是包括晶格点上的微粒在内的平行六面体。它的晶体的最 小重复单位，通过晶胞在空间平行并无隙地堆砌而成晶体。 10.1.2晶体缺陷 非晶体 1.晶体缺陷： a.定义：晶体中一切偏离理想的晶格结构都称为晶体的缺陷 b.种类：本征缺陷和杂质缺陷 2.非晶体 10.1.3晶体类型 简介金属晶体，离子晶体，分子晶体和原子晶体
10.4.2氢键 1.定义：是指氢原子与电负性的较大的某原子以极性共价键结合时，还能 吸引另外一个电负性较大，而且半径较小的某原子，也可不同的孤对 电子所形成的分子间或者离子间的键 2.特征 (1).氢键的键能比化学键的键能要弱的多，与分子间力有相同的数量级 (2).氢键具有饱和性和方向性。 3.种类： (1).分子间氢键 (2).分子内氢键 硝酸的熔点和沸点较低，酸性较强，都与分子内氢键有关 4.实质：氢键是一种静电吸引作用 5.氢键与分子间力的区别与联系 (1).区别：氢键有方向性和饱和性，而分子键无方向性和饱和性，而且氢 键可以存在分子之间 (2).联系：都是一种静电吸引作用；分子间作用与氢键的键能具有相同的 数量级。

第十章 固体结构


a=b=c a=b=c a = b≠c a = b≠c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
α=β=γ= 900 α=β=γ≠900 α=β=γ= 900 α=β= 900, γ= 1200 α=β=γ= 900 α=β= 900, γ≠ 900 α≠β≠γ≠ 900
NaCl
Al2O3 SnO2 AgI HgCl2 KClO3 CuSO4·5H2O
第十章 固体结构
§10.1 §10.2 §10.3 §10.4 §10.5
晶体结构和类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 层状晶体
§10.1 晶体结构和类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论 10.1.2★ 晶体缺陷 非晶体 10.1.3 球的密堆积 10.1.4 晶体类型
气态
物
液态
质
固态
的
液Байду номын сангаас态
好
Cr, K
原子晶体 原子 共价键 高
大
差 SiO 2
离子晶体 离子 离子键
高
大
好 NaCl
分子晶体
分子
分子间 力
低
小
差 干冰
混合键型晶体（过渡型晶体）
晶格类型 例
占据结点的质点
金属晶体 Na, Fe 金属原子、阳离子
（不含自由电子）
离子晶体 NaCl, CaF2 阴离子、阳离子 原子晶体 金刚石,Si,SiC 原子
按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。 例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心
立方三种型式。
晶格（几何概念） ——指组成晶体的质点，（原子、分 子、离子、原子团等）在空间作有规 则的周期性排列所组成的格子。
结点 ——即晶格结构中固定的点。

材料科学基础-固体的结构

第二章
固体结构（Solid Structure）
第一节 晶体学基础
（Basis Fundamentals of crystallography） 固体物质按组成原子或分子排列特点分为： 晶体：原子或离子、分子在三维空间呈周期性、规则排列的固体。 非晶体：原子或离子分子呈无规则排列的固体。 晶体不同于非晶体的两大特点：固定的熔点，各向异性。
②已知两个晶向[u1v1w1]和[u2v2w2]，求出由其确定的晶面 (hkl)。
h : k : l (v1w2 v2 w1 ) : ( w1u2 w2u1 ) : (u1v2 u2v1 )
③判断空间两个晶向或两个晶面是否相互垂直。 ④判断某一晶向是否在某一晶面上(或平行于该晶面)。 ⑤已知晶带轴，判断哪些晶面属于该晶带。
30
第二章
固体结构
3）三轴与四轴坐标系确定的晶面指数和晶向指数转换： ①晶面指数转换 由(hkl)转为(hkil)，加上一个指数i＝-(h+k)。
由(hkil)转换为(hkl)，去掉指数i 。
②晶向指数转换 由(U V W）转换为(uvtw)
U＝u-t V＝v-t 由(uvtw)转换为 (U V W）
例如:
(110) [110]
(111) [111]
24
第二章
固体结构
3、六方晶系的晶面指数和晶向指数 六方晶系的晶面指数和晶向指数也可用三轴坐标确定。通常取a1, a2, c为晶轴，a1和a2之间的夹角为120，c轴与a1和a2垂直。 用三轴坐标系标定六方晶系的晶面指数和晶向指数时，对于同一 晶面族的晶面或同一晶向族的晶向，其指数不类同，从它们的晶面指 数上反映不出六个晶面的等价关系。 如六个柱面分别为： (100), (010), ( 110), ( 100), (010), (110)
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第十章 固体结构
§10.1 §10.2 §10.3 §10.4 §10.5
晶体结构和类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 层状晶体
§10.1 晶体结构和类型
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论 *10.1.2 晶体缺陷 *10.1.3 非晶体 准晶体 10.1.4 晶体类型
水晶晶体 冰
明矾晶体 海波
六方晶系 a=b≠c
正交晶系 a≠b≠c
单斜晶系 三斜晶系
a≠b≠c a≠b≠c
夹角 α=β=γ=90˚ α=β=γ≠90˚ α=β=γ=90˚ α=β=90˚，γ=120˚
α=β=γ=90˚ α=γ= 90˚，β≠ 90˚
α≠β≠γ≠ 90˚
晶体实例 NaCl Al2O3 SnO2
SiO2 SiO2
配位数
6
0.63 NaCl NaCl
6
0.58 NaCl ZnS
4
③ 性质改变 如；溶解度 AgCl > AgBr > AgI
NaCl 易溶于水，CuCl 难溶于水
思考题：
解释碱土金属氯化物的熔点变化规律
BeCl 2 MgCl 2 CaCl 2 SrCl 2 BaCl 2 熔点/℃ 405 714 782 876 962
一、金属晶体的结构
金属晶体是金属原子或离子彼此靠金属键结 合而成的。金属键没有方向性，金属晶体内原子 以配位数高为特征。
金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种： 六方密堆积(hexagonal close packing，hcp)； 面心立方密堆积(face-centred cubic close packing，fcc)； 体心立方堆积(body-centred cubic packing，bcc)。
1. 电子海模型
金属的价电子成为自由电子，为整个金属所共有 金属阳离子靠自由电子的胶合作用构成晶体
2. 能带理论
金属键的量子力学模型称为能带理论， 它是在分子轨道理论的基础上发展起来的。
2s
2s
1s
1s
Li2分子轨道能级图
(2s带）
(1s带）
金属锂的能带
3p空带 3s满带
金属镁能带的重叠
74.05%
Cu,Ca,Sr,Au, Ag,Al,Ni
六方密堆积 密 (hcp)
12
六方
74.05%
Mg,Ti,Zr,Hf,C d,Y,La
体心立方 堆积(bcc)
非密
8
体心 立方 68.02%
Li,Na,K,Cr, Mo,W,Fe
简单立方 堆积(scp)
非密
6
简单 立方
52.36%
Po
二、金属键理论
正离子表面会吸附更多负离子，转入更高的配位数
r / r 0.225 → 0.414 0.414 → 0.732 0.732 → 1.00
配位数 4 6 8
构型 ZnS 型 NaCl 型 CsCl 型
半径比规则
10.3.2 晶格能
离子间静电作用的强弱用晶格能的大小来衡量
定义：在标准状态下，按下列化学反应计 量式使离子晶体变为气态正离子和气态负离子时 所吸收的能量称为晶格能，用U 表示。
非密置层
密置层 设为第一层
第二层：
最紧密的堆积方式，是将球对准第一层的空隙。
A
12
63
B
54
填充135位（或者246位，结果是一样的）。 关键是第三层，相对于第一、二层来讲，第 三层可以有两种最紧密的堆积方式。
第三层：
第一种是对准第一层的球
B A B A B A
每两层AB形成一个周期，堆出六方紧密堆积。
2. 离子极化力（f ）的一般规律
①离子半径 r ：r 小者，极化力大 ②离子电荷：电荷多者，极化力大 ③离子的外层电子构型：
f ：(18+2)e- >18e- > 9－17e- > 8e-
注：当正负离子混合在一起时，着重考虑正离 子的极化力和负离子的极化率，但是18e构型的 正离子(Ag+, Cd2+ 等)也要考虑其变形性。
HgClH2 gCl2 KClO3
CuSO45H2O CuSO4 5H2O
按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式
简单立方 体心立方
面心立方 简单四方 体心四方
简单三斜 体心正交
简单六方 简单单斜
简单菱形 简单正交 底心正交
简单格子 底心格子 体心格子 面心格子
底心单斜 面心正交
10.1.4 晶体类型
1. NaCl型（面心立方晶格） 6:6配位
Na :12 1 1 4个 Cl : 8 1 6 1 4个
4
82
2. CsCl型（简单立方晶格） 8:8配位
Cs :1个
Cl- : 8 1 1个 8
3. ZnS型（面心立方晶格） 4:4配位
Zn2+:4个 S2- : 6 1 8 1 4个 28
2. 晶格理论的基本概念
（2）晶胞
晶胞是晶体的最小重复单元，多为平行六面体 包括两个要素：
一是晶胞的大小和形状，由晶胞参数表示 晶胞参数：
a，b，c，α，β，γ
二是晶胞的内容，由晶胞中粒子的种类、 数目和它们在晶胞中的相对位置来表示
按对称性将晶体分成七种晶系
晶系 立方晶系 三方晶系 四方晶系
边长 a=b=c a=b=c a=b≠c
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
① 离子的电荷（晶体类型相同时） Z↑，U↑ 例：U(NaCl) < U(MgO)
② 离子的半径（晶体类型相同时）
R↑，U↓ 例：U(MgO) > U(CaO) ③ 晶体的结构类型（决定A的取值）
④ 离子电子层结构类型（决定n的取值）
4. 晶格能对离子晶体物理性质的影响
气化热 △ rHm,3
升 华 △ rHm,1
焓
1 2
Br2
(
g)
1 键能 2
△ rHm,4
Br (g)
△ rHm,5
电子亲和能
K(g)
△ rHm,2
电离能
KBr(s)
U △ rHm,6
Br (g)
+
K+ (g)
f Hm r Hm,1 r Hm,2 r Hm,3 r Hm,4 r Hm,5 r Hm,6
10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论
1. 晶体结构的特征
晶体的宏观特征
(1) 晶体具有规则的几何外形 (2) 晶体呈各向异性 (3) 晶体具有确定的熔点
晶体的结构特征
晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性 地重复排列构成的固体
2. 晶格理论的基本概念
（1）晶格
晶格是用点和线反映晶体结构的周期性，是从实际晶 体结构中抽象出来的，实际晶体的微粒就位于晶格的结点 上
思考题：
在解释化合物性质时，什么情况下用 晶格能，什么情况下用离子极化？
§10.4 分子晶体
10.4.1 分子的偶极矩和极化率 10.4.2 分子间的吸引作用 10.4.3 氢键
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二氧化碳的分子晶 体结构
金刚石的晶体结构
10.4.1 分子的偶极矩和极化率
1. 分子的偶极矩(μ)
用于定量地表示分子极性的大小 q l
(4r )2 2(2r 2r )2
r / r 0.414
若r / r 0.414
负离子直接接触，而正 负离子接触不良，不稳定 晶体会转入较小的配位数，重新稳定
若r / r 0.414
负离子接触不良，但正负离子紧靠在一起，稳定
当r / r 0.732时，
晶体的分类
金属晶体
组成 粒子
原子 离子
粒子间作 用力
金属键
物理性质
熔沸点
硬度
熔融导 电性
高 低
大 小
好
例 Cr, K
原子晶体 原子 共价键
高
大
差
SiO 2
离子晶体 离子 离子键
高
大
好 NaCl
分子晶体 分子 分子间力
低
小
差 干冰
§10.2 金属晶体
10.2.1 金属晶体的结构 10.2.2 金属键理论
八面体空隙
四面体空隙
体心立方堆积：bcc
非密置层的密堆
配位数：8 空间占有率： 68.02%
简单立方堆积：scp
6
非密置层的非密堆积 相邻顶点的原子相接触
配位数：6
空间占有率：52.36%
金属晶体的结构类型小结
堆积 类型
是否 配位数 晶胞 空间
密堆积
利用率
实例
面心立方 密堆积(ccp)
密
12
面心 立方
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
A —Madelung常数，与晶体类型有关
晶体类型 A的取值
NaCl型 1.748
CsCl型 1.763
ZnS型 1.638
n —Born指数，与离子电子层结构类型有关
结构类型 He Ne
n
57
Ar(Cu+) Kr(Ag+) Xe(Au+)
9
10
12
3. 影响晶格能的因素
2. 利用Born-Lande公式计算晶格能（理论晶格能）
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
正负离子核 间距离
正负离子电荷 的绝对值
当 R0 以pm，U 以 kJ mol 1 为单位时，
K = 138940 kJ·mol-1·pm
2. 利用Born-Lande公式计算晶格能（理论晶格能）