晶体结构与性质优秀课件

[特别提醒] (1)原子晶体中只含有共价键，分 子晶体中以共价键结合成分子，而分子之间以 范德华力相结合。 (2)石墨属于混合型晶体，虽然质地很软，但 其熔点比金刚石还高，其结构中的碳碳键比金 刚石中的碳碳键还强。
[固本自测] 2. 下列说法正确的是 ( ) A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一 定存在共价键 B. 存在共价键的晶体一定是分子晶体 C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D. 元素的非金属性越强，其单质的活泼性一 定越强 答案：A
[特别提醒] (1)具有规则几何外形的固体不一 定是晶体，如玻璃； (2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性 的最小部分，而不一定是最小的“平行六面 体”。

[固本自测] 1. 下列关于晶体与晶胞的说法正确的是( ) A. 晶体有自范性但排列无序 B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C. 晶胞是晶体中的最小的结构重复单元 D. 固体SiO2一定是晶体 答案：C 解析：晶体组成微粒排列有序，A错，不同的 晶体有不同的晶胞，B错，存在无定形SiO2即 非晶体，D错。
分子间作用力 2. 分子间通过 结合形成的晶 体称为分子晶体。 、 、二氧 气态氢化物 非金属单质 化碳等气体以及多数 形成的晶 有机化合物 体大都属于分子晶体。分子晶体的组成微粒 分子 是 ，组成微粒间的相互作用是微弱的 范德华力 ，破坏它只需外界提供较少的能量， 较低 较小 ，硬度 挥发性 故分子晶体的熔点通常 ，有较强 氢键 的 。对组成和结构相似的晶体中又 不含 的物质来说，随着 的增 分子间作用力 相对分子质量 熔、沸点 大， 增强， 四卤化碳 升高。符合 卤素单质 此规律的物质有 、 、碳族元 稀有气体 素的气态氢化物、 等。

总结词
密排六方结构是一种晶体结构，其特点是原子或分子的排列具有高度的六方对称性，且每个原子或分子的周围都有相同数量的最近邻。
详细描述
密排六方结构是一种晶体结构，其原子或分子在晶格中以密排六方的形式排列。这种结构的六方对称性使得原子或分子的排列非常紧密。由于每个原子或分子周围都有相同数量的最近邻，这种结构也具有高度的稳定性。密排六方结构在金属材料中较为常见，如镁、锌、镉等。
总结词
金属材料在晶体结构与性质方面具有广泛的应用，其性能受到晶体结构的影响。
详细描述
金属材料的物理和化学性质，如导电性、导热性、耐腐蚀性等，都与其晶体结构密切相关。通过了解金属材料的晶体结构，可以预测其在不同环境下的性能表现，从而优化材料的选择和应用。
陶瓷材料的晶体结构对其硬度、耐磨性和耐高温性能具有重要影响。
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。
总结词
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。范德华力是一种较弱的作用力，因此分子晶体通常具有较低的熔点和硬度。常见的分子晶体有冰、干冰等。分子晶体在材料科学和工程中也有一定的应用，如某些塑料和橡胶材料。
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晶体结构与材料性能的应用
总结词
硬度是衡量晶体抵抗被划痕或刻入的能力的物理量。硬度通常与晶体中原子的排列方式和相互间的作用力有关。例如，金刚石是自然界中硬度最高的物质，这归功于其独特的碳原子排列方式。
详细描述
VS
晶体的光学性质主要取决于其内部结构和对称性。
详细描述
当光照射到晶体上时，会发生折射、反射、双折射等光学现象。这些现象的产生与晶体内原子或分子的振动和排列方式有关。例如，某些晶体具有特殊的颜色，这是由于它们对不同波长的光有不同的折射率。

2 光学特性
晶体可以表现出不同的光学效应，如双折射 和干涉。
3 热学性质
晶体对温度变化的响应，包括热胀冷缩和热 导率。
4 电学特性
晶体具有不同的电导性、电介质性和压电体类型 离子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体
原子结构 正负离子排列 共用、局部或全局共轭键 阳离子和电子云共享 分子间的弱范德华力
键型 离子键 共价键 金属键 范德华键
晶体的力学性质和热学性质
1
力学性质
晶体的强度、脆性和弹性。
热学性质
2
晶体的热膨胀、热导率和热扩散。
3
电学性质
晶体的电导性和介电性。
金属晶体
由阳离子的原子核与电子云共享而成，具有良 好的导电性和延展性。例如：铁。
共价晶体
由共用、局部或全局共轭键连接而成，具有高 硬度和高熔点。例如：金刚石。
分子晶体
由分子间的弱范德华力相吸结合而成，具有低 熔点和溶解性。例如：葡萄糖。
常见晶体结构的特点和应用领域
钻石晶体结构
金属晶体结构
由纯碳形成的立方晶系结构，具有高硬度和透明度， 主要用于珠宝制作。
由金属元素形成的晶体结构，具有良好的导电性和 延展性，广泛应用于制造业。
离子晶体结构
由正负离子按比例排列形成的晶体结构，具有高熔 点和电导性，用于制造陶瓷和玻璃。
分子晶体结构
由分子间的弱范德华力结合而成的晶体结构，用于 食品和制药行业。
晶体的性质和物理特征
1 硬度
晶体的强度特征，取决于原子间键的强度和 排列方式。
《晶体结构和性质》PPT 课件
晶体结构和性质简介
晶体的定义和特点
• 晶体是由高度有序的原子、离子、或分子组成的固体。 • 具有规则的几何形状和平整的平面。 • 晶体呈现独特的物理与化学性质。 • 晶体结构中的最小重复单元称为晶胞。

S2-离子的配位数均为4。六方柱晶胞中ZnS的“分子数”为6，平行六 面体晶胞中，晶胞分子数为2。结构由Zn2+和S2-离子各一套六方格子穿 插而成 。
常见纤锌矿结构的晶体有BeO、ZnO、CdS、GaAs等晶体。
图1-18 纤锌矿结构六方柱晶胞
（2）纤锌矿结构与热释电性及声电效应
某些纤锌矿型结构，由于其结构中无对称中心存在，使得晶体具有 热释电性，可产生声电效应。热释电性是指某些象六方ZnS的晶体，由 于加热使整个晶体温度变化，结果在与该晶体c轴平行方向的一端出现 正电荷，在相反的一端出现负电荷的性质。晶体的热释电性与晶体内部 的自发极化有关。实际上，这种晶体在常温常压下就存在自发极化，只 是这种效应被附着于晶体表面的自由表面电荷所掩盖，只有当晶体加热
图1-21 碘化镉型结构
三、A2X3型结构
A2X3型化合物晶体结构比较复杂，其中有代表 性的结构有刚玉（corundum）型结构，稀土A、B、 C型结构等。由于这些结构中多数为离子键性强的化 合物，因此，其结构的类型也有随离子半径比变化的 趋势，如图1-22所示。
Te
B型稀土
Se
氧化物
CN=6
大多数AX型化合物的结构类型符合正负离子半径比 与配位数的定量关系，见表1-4。只有少数化合物在r+/r0.732或r+/r-0.414时仍属于NaCl型结构。如KF，LiF， LiBr，SrO，BaO等。
表1-4 AX型化合物的结构类型与r+/r-的关系
结构类型 CsCl 型 NaCl 型
ZnS 型
1.萤石（CaF2）型结构及反萤石型结构
立方晶系，点群m3m，空间群Fm3m，如图1-19所示。 Ca2+位于立方晶胞的顶点及面心位置，形成面心立方堆积，F－填充 在八个小立方体的体心。