1、第十章 晶體結構物質存在的狀態：固、液、氣、等離子及中子態。固態：晶體和非晶體（無定形體）無定形體表現為各個方向上的性質相同，沒有固定的熔點，熔化過程較長。10.1、晶體的特征10.1.1、晶體的特征 晶體 非晶體 可壓縮性，擴散性 差 差 固定的幾何外形 有 沒有 固定的熔點 有 沒有 各向異性，即在不同方向上有不同的性質（力、光、電、熱） 如：石墨，易沿層狀結構方向斷裂，石墨的層向電導率高出豎向電導率達一萬倍。10.1.2、晶體的外形NaCl：簡單立方體，明礬，八面體，金剛石，正四面體組成晶體的質點以確定位置的點在空間作有規則的排列，這些點群具有一定的幾何形狀，稱為結晶格子（晶格）。晶格中

2、含有晶體結構中具有代表性的最小重復單位，稱為單元晶胞（晶胞）。晶胞在空間里無限地重復產生宏觀的晶體。晶體分為七大晶系，十四種晶格等。10.1.3、晶體的類型離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體NaCl， 金剛石，金剛砂(SiC)，SiO2， 固體CO2，I2，萘等，10.2、離子半徑離子晶體中正、負離子的核間距離是正、負離子的半徑之和。 d = r+ + r周期表中：、 自上而下，由于電子層數依次增多，所以具有相同電荷數的同族離子的半徑依次增大。在同一周期中，陽離子的電荷數越大，它的半徑越小；陰離子的電荷數越大，它的半徑越大。、 陽離子的半徑小于它的原子半徑。、 陰離子的半徑總是大于它的原子

3、半徑。、 同一種元素，高價離子的半徑小于低價離子的半徑。10.3、金屬晶體金屬晶體的特征：是靠金屬鍵結合的，靠金屬離子和自由電子之間的引力結合。金屬晶體的緊密堆積：如果把金屬原子視為球體，則金屬晶體的緊密堆積有三種方式：、 六方緊密堆積 12、 面心立方緊密堆積 12、 體心立方緊密堆積 810.4、混合型晶體石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種混合型晶體。每層：原子晶體；層間有離域鍵，金屬晶體；層之間距離大，弱范德華力結合，分子晶體。云母10.5、離子極化離子間除了靜電引力外，還有誘導力和色散力。此外，有些復雜離子具有不對稱結構，如：OH，CN等，在這些離子內部必然存在著偶極，因此，

4、在這些復雜離子和其它離子之間還會有取向力。離子間除了靜電引力外，誘導力起著很重要的作用，因為陽離子具有多余的電荷，一般半徑較小，而且在外殼上缺少電子，它對相鄰的陰離子會起誘導作用，這種作用通常稱為離子的極化作用。陰離子半徑一般較大，在外殼上有較多的電子容易變形，在被誘導過程中能產生臨時的誘導偶極，這種性質稱為離子的變形性。陰離子中產生的誘導偶極又會反過來誘導陽離子，陽離子如果易變形的話（18電子層，18+2電子層或不飽和電子層半徑較大的離子），也會產生偶極，這樣使陽離子和陰離子之間發生了額外的吸引力。當兩個離子更靠近時，甚至有可能使兩個離子的電子云互相重疊起來，趨向于生成極性較小的鍵，即有可能

5、使兩個離子結合成共價極性分子。從這個觀點可以看出，離子鍵和共價鍵之間并沒有嚴格的界限，在兩者之間有一系列過渡。因此，極性鍵可以看成是離子鍵向共價鍵過渡的一種形式。對于陽離子來說，極化作用占主導地位。而對于陰離子來說，變形性占主要地位。、 離子的極化作用 電荷高的陽離子有強的極化作用。 對于不同電子層結構的陽離子來說，它們的極化作用大小為：18或18+2電子層以及氦型He2的離子如：Ag+，Pb2+，Li+等818電子層的離子如：Fe2+，Ni2+，Cr3+等8電子層離子如：Na+，Mg2+，Ca2+等這是因為18電子層的離子，其最外電子層中的d電子對原子核有較小的屏蔽作用的緣故。 電子層相似、

6、電荷相等時，半徑小的離子有較強的極化作用。例如：極化作用大小次序：Mg2+Ba2+，FCl等。 復雜陰離子的極化作用通常是較小的，但電荷高的復雜陰離子也有一定的極化作用。如：SO42，PO43、 離子的變形性 18電子層和不規則電子層的離子。其變形性比相近半徑的惰氣型離子大得多（指陽離子）。例如：變形性大小，Ag+K+，Hg2+Ca2+ 對于結構相同的離子來說，正電荷越高的陽離子變形性越小。如：O2FNeNa+Mg2+Al3+Si4+ 對于電子層結構相同的離子來說，電子層數越多（或半徑越大），變形性越大。如：Li+Na+K+Rb+Cs+FClBrI 復雜陰離子的變形性通常不大，而且復雜陰離子中

7、心原子氧化數越高，變形性越小。常見的一些復雜陰離子和簡單陰離子的變形性對比如下：ClO4FNO3OHCNClBrI從上面幾點可以歸納如下：最容易變形的離子是體積大的陰離子和18電子層或不規則電子層的少電荷離子（如：Ag+，Pb2+，Hg2+等）。最不容易變形的離子是半徑小電荷高的惰氣型陽離子，如Be2+，Al3+，Si4+。、 相互極化作用（或附加極化作用）由于陰離子的極化作用一般不顯著，陽離子的變形性又較小，所以通常考慮離子間相互作用時，一般總是考慮陽離子對陰離子的極化作用。但是，當陽離子也容易變形時，往往會引起兩種離子間相互的附加極化效應，這就加大了離子間引力，因而會影響到由離子間引力所決

8、定的許多化合物的性質。 18電子層的陽離子容易變形，容易引起相互的附加極化作用。 在周期系的同族中，自上而下，18電子層離子的附加極化作用遞增，這就加強了這類離子同陰離子的總極化作用。如：Zn2+Cd2+Hg2+，與I的作用。 在一種含有18電子層的陽離子的化合物中，陰離子變形性越大，相互極化作用越強。AgCl，AgBr，AgI，顏色逐次加深，溶解度逐次減小，表示極化加強。CuCl2淺綠，CuBr2深棕色，CuI2不存在（強烈地極化作用發生氧化還原反應）。2CuI2 Cu2I2 + I2I2 + S2O32 = 2I- + S4O62-、 離子極化對化學鍵型的影響陰、陽離子結合若相互間沒有極化作用，其化學鍵為離子鍵。實際上，相互極化作用的關系或多或少存在著。由于陰、陽離子相互極化，使電子云發生強烈變形，而使陰、陽離子的外層電子云重疊。相互極化越強，電子云重疊的程度越大，鍵的極性也越弱，鍵長縮短，從而由離子鍵過渡到共價鍵。AgF AgCl，AgBr AgI 離子鍵過渡型 共價鍵由于鍵的縮短，致使陽離子的配位數減少，晶格類型發生轉變。10.6、同質多晶現象和類質同晶現象離子晶體的空間構型除與離子半徑、電子結構、組成元素等有關外，還與外界條件有關。如：CsCl，體心立方，高溫下，NaCl型，簡單立方。晶型在一定條件下可以轉變。組成相同的物質，