1、無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-1 晶晶 體體 3-1-1 晶體的宏觀特征晶體的宏觀特征 3-1-2 晶體的微觀特征晶體的微觀特征 平移對稱性平移對稱性無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-1-1 晶體的宏觀特征晶體的宏觀特征 石英石英硫硫無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal Universit

2、yCollege of Chemistry & Materials Science鈉長石鈉長石NaAlSi3O8綠柱石綠柱石Be3Al2(SiO3)6無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science鉆石 祖母綠無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science固體物質(zhì)按其中原子排列的有序程度不同分為固體物質(zhì)按其中原子排列的有序程度不同分為晶體晶體 (cryst

3、al) 無定形物質(zhì)無定形物質(zhì)(amorphous solid)單晶體單晶體 (monocrystal)多晶體多晶體 (polycrystal)無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 晶體晶體具有規(guī)則的幾何構(gòu)型具有規(guī)則的幾何構(gòu)型，這是晶體最明顯，這是晶體最明顯的特征，同一種晶體由于生成條件的不同，外形上的特征，同一種晶體由于生成條件的不同，外形上可能差別，但晶體的可能差別，但晶體的晶面角卻不會變。晶面角卻不會變。晶體的宏觀特征：晶體的宏觀特征：無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶

4、體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 晶體表現(xiàn)晶體表現(xiàn)各向異性各向異性，例如熱、光、電、硬度等例如熱、光、電、硬度等常因晶體取向不同而異。常因晶體取向不同而異。 晶體都晶體都有固定的熔有固定的熔點，點，玻璃在加熱時卻是玻璃在加熱時卻是先軟化，后粘度逐漸小先軟化，后粘度逐漸小，最后變成液體。，最后變成液體。m.p.tT無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-1

5、-2 晶體的微觀特征晶體的微觀特征 平移對稱性平移對稱性 平移對稱性：平移對稱性： 在晶體的微觀空間中，在晶體的微觀空間中，原子呈周期性的原子呈周期性的整齊排列整齊排列。對于理想的完美晶體，這種周。對于理想的完美晶體，這種周期性是單調(diào)的，不變的。在期性是單調(diào)的，不變的。在晶體中相隔一晶體中相隔一定的距離，總有完全相同的原子排列出現(xiàn)定的距離，總有完全相同的原子排列出現(xiàn)的現(xiàn)象叫做平移對稱性。的現(xiàn)象叫做平移對稱性。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)-

6、-晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science平移對稱平移對稱無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 非晶態(tài)不具有晶體微觀結(jié)構(gòu)的平移對稱性。非晶態(tài)不具有晶體微觀結(jié)構(gòu)的平移對稱性。(a)(b)晶態(tài)與非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu)對比晶態(tài)與非晶態(tài)微觀結(jié)構(gòu)對比無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry

7、& Materials Science可見，晶體微觀空間的原子排列，無論可見，晶體微觀空間的原子排列，無論是近程還是遠(yuǎn)程，都是周期性有序結(jié)構(gòu)是近程還是遠(yuǎn)程，都是周期性有序結(jié)構(gòu)，而非晶態(tài)只是近程有序而遠(yuǎn)程無序，而非晶態(tài)只是近程有序而遠(yuǎn)程無序，無周期性規(guī)律。無周期性規(guī)律。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-2 晶胞晶胞 3-2-1 晶胞的基本特征晶胞的基本特征 3-2-2 布拉維系布拉維系 3-2-3 晶胞中原子的坐標(biāo)與計數(shù)晶胞中原子的坐標(biāo)與計數(shù) 3-2-4 素晶

8、胞與復(fù)晶胞素晶胞與復(fù)晶胞體心晶體心晶 胞、面心晶胞和底心晶胞胞、面心晶胞和底心晶胞 3-2-5 14種布拉維點陣型式種布拉維點陣型式無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-2-1 晶胞的基本特征晶胞的基本特征晶胞晶胞(unit cell)是晶體中最有代表性的重復(fù)單元。是晶體中最有代表性的重復(fù)單元。（1）晶胞具有平移性）晶胞具有平移性 晶體內(nèi)部的質(zhì)點具有周期性重復(fù)的規(guī)律性晶體內(nèi)部的質(zhì)點具有周期性重復(fù)的規(guī)律性，即整塊晶體是由完全等同的晶胞無隙并置地堆，即整塊晶體是由完

9、全等同的晶胞無隙并置地堆積而成的。積而成的。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science完全等同：完全等同： 晶胞里晶胞里原子的數(shù)目、種類原子的數(shù)目、種類；晶胞晶胞的的形狀、取向形狀、取向、大小、排列完全、大小、排列完全等同。等同。無隙并置：無隙并置： 晶胞與它的比鄰晶胞完全晶胞與它的比鄰晶胞完全共頂角共頂角、共面共面、共棱共棱，取向一致取向一致，無間隙無間隙，可平移可平移，整個晶體的微觀，整個晶體的微觀結(jié)構(gòu)不可區(qū)別。結(jié)構(gòu)不可區(qū)別。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)S

10、ichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 晶體的微觀結(jié)構(gòu)是晶體的微觀結(jié)構(gòu)是1912年年Laue開始用開始用X-射線射線進(jìn)行分析。進(jìn)行分析。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science由不同的組合單元構(gòu)成不同類型的晶體由不同的組合單元構(gòu)成不同類型的晶體無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Ma

11、terials Science(2) 晶胞具有相同的頂角、相同的平面和相同晶胞具有相同的頂角、相同的平面和相同的平行棱的平行棱 所謂所謂“相同相同”，包括，包括“化學(xué)上相同化學(xué)上相同”（原子原子或分子相同或分子相同）和）和“幾何上相同幾何上相同”（原子排列與取原子排列與取向向），不具有平移性就不是晶胞。），不具有平移性就不是晶胞。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science可以選為晶胞的多面體很多。只要它們可以無可以選為晶胞的多面體很多。只要它們可以無隙并置地充滿整個微觀

12、空間，即具有平移性，都隙并置地充滿整個微觀空間，即具有平移性，都可以選用。但應(yīng)強調(diào)指出，若不指明，可以選用。但應(yīng)強調(diào)指出，若不指明，三維的三維的“習(xí)用晶胞習(xí)用晶胞”都是都是平行六面體平行六面體。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 同一空間點陣可因選取方式不同而得到同一空間點陣可因選取方式不同而得到不相同的晶胞。不相同的晶胞。晶胞的二個要素晶胞的二個要素 一是晶胞的一是晶胞的大小、型式大小、型式。晶胞的大小、型式由。晶胞的大小、型式由a a、b b、c c三個晶軸

13、三個晶軸及它們間的及它們間的夾角夾角 、 、 所確定。所確定。 另一是另一是晶胞的內(nèi)容晶胞的內(nèi)容。由組成。由組成晶胞的原子或分子晶胞的原子或分子及它們在晶胞中的位置所決定。及它們在晶胞中的位置所決定。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-2-2 布拉維系布拉維系 布拉維布拉維晶胞的邊長與夾角叫做晶胞參數(shù)。晶胞的邊長與夾角叫做晶胞參數(shù)。 按晶胞參數(shù)的差異將晶體分成按晶胞參數(shù)的差異將晶體分成七種晶系七種晶系。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan No

14、rmal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science邊長邊長: a=b=c夾角夾角: = = =900實例實例: Cu , NaCl立方立方無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science邊長邊長:a=b c夾角夾角: = = =900實例實例: Sn, SnCl2四方四方無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materia

15、ls Science邊長邊長:a = b c夾角夾角: = =900 =1200實例實例: Mg, AgI六方六方無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science正交正交邊長邊長:a b c夾角夾角: = = =900實例實例: I2 、HgCl2無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science邊長邊長:a b c夾角夾角: = =900 900實例實例:

16、S, KClO3單斜單斜無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science邊長邊長:a b c夾角夾角: 900實例實例: CuSO4.5H2O三斜三斜無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 菱方菱方（三方）（三方）邊長邊長:a = b=c夾角夾角: = = 90 實例實例: Al2O3, CaCO3, As, Bi無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體

17、結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 注意：注意：空間點陣是晶體中質(zhì)點排列的幾何空間點陣是晶體中質(zhì)點排列的幾何學(xué)抽象，用以描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的周期性和學(xué)抽象，用以描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對稱性，由于各陣點的周圍環(huán)境相同，它只能對稱性，由于各陣點的周圍環(huán)境相同，它只能有有14種類型種類型。晶體結(jié)構(gòu)則是晶體中實際質(zhì)點晶體結(jié)構(gòu)則是晶體中實際質(zhì)點（原子、離子或分子）的具體排列情況，（原子、離子或分子）的具體排列情況，它們它們能組成各種類型的排列，因此，實際存在的能組成各種類型的排列，因此，實際存在的晶

18、晶體結(jié)構(gòu)是無限的體結(jié)構(gòu)是無限的。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science此此此此無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-2-3 晶胞原子的坐標(biāo)與計數(shù)晶胞原子的坐標(biāo)與計數(shù) 通常用通常用xa+yb+zc中的中的x，y，z組成的三組數(shù)來表組成的三組數(shù)來表達(dá)晶胞中原子的位置，稱為達(dá)晶胞中原子的位置，稱為原子坐標(biāo)原子坐標(biāo)。 晶胞中原子數(shù)的計算，可以

19、通過考察晶胞中有晶胞中原子數(shù)的計算，可以通過考察晶胞中有幾種不同的原子坐標(biāo)得到（或直接數(shù)）。幾種不同的原子坐標(biāo)得到（或直接數(shù)）。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-2-4 素晶胞與復(fù)晶胞素晶胞與復(fù)晶胞素晶胞是晶體微觀空間中的最小基本單元。素晶胞是晶體微觀空間中的最小基本單元。復(fù)晶胞是素晶胞的多倍

20、體。即體心晶胞、面心晶復(fù)晶胞是素晶胞的多倍體。即體心晶胞、面心晶胞、底心晶胞。胞、底心晶胞。晶晶胞胞素晶胞素晶胞復(fù)晶胞復(fù)晶胞體心晶胞體心晶胞面心晶胞面心晶胞底心晶胞底心晶胞3-2-5 14種布拉維點陣型式種布拉維點陣型式無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3-4 離子鍵理論離子鍵理論一、離子鍵理論的基本要點一、離子鍵理論的基本要點 在離子化合物中，正負(fù)離子之間由于靜電引在離子化合物中，正負(fù)離子之間由于靜電引力而互相吸引，當(dāng)它們充分接近時，離子的外電力而互相吸引，當(dāng)

21、它們充分接近時，離子的外電子層之間又產(chǎn)生排斥力，當(dāng)吸引力和排斥力相平子層之間又產(chǎn)生排斥力，當(dāng)吸引力和排斥力相平衡時，體系的能量最低，正負(fù)離子間便形成穩(wěn)定衡時，體系的能量最低，正負(fù)離子間便形成穩(wěn)定的結(jié)合體。的結(jié)合體。 這種靠正、負(fù)離子的靜電引力而形成的化學(xué)鍵叫這種靠正、負(fù)離子的靜電引力而形成的化學(xué)鍵叫做做離子鍵離子鍵。具有離子鍵的化合物稱為。具有離子鍵的化合物稱為離子化合物離子化合物。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science離子鍵的特征離子鍵的特征1. 作用力的實質(zhì)是靜

22、電引力作用力的實質(zhì)是靜電引力 q1 ，q2 分別為正負(fù)離子所帶電分別為正負(fù)離子所帶電量量 ，r 為正負(fù)離子的核間距離。為正負(fù)離子的核間距離。122qqFr2. 離子鍵無方向性和飽和離子鍵無方向性和飽和性性 可以與任何方向的電性不同的離子相吸引，可以與任何方向的電性不同的離子相吸引，所以離子鍵所以離子鍵無方向性無方向性。 無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 只要是正負(fù)離子之間，則彼此吸引；只要空間許只要是正負(fù)離子之間，則彼此吸引；只要空間許可，一個離子可以同時和幾

23、個電荷相反的離子相吸引，可，一個離子可以同時和幾個電荷相反的離子相吸引，因此離子鍵因此離子鍵無飽和性。無飽和性。 在在離子晶體離子晶體中，每一個離子周圍排列異號離中，每一個離子周圍排列異號離子的數(shù)目子的數(shù)目（配位數(shù)）（配位數(shù)）是固定的。如是固定的。如NaCl晶體中，晶體中，每個每個Na+周圍有周圍有6個個Cl ，每個每個Cl 周圍也有周圍也有6個個Na+。一個離子周圍排列異號離子的數(shù)目，主要一個離子周圍排列異號離子的數(shù)目，主要決定于決定于正離子和負(fù)離子的半徑比（正離子和負(fù)離子的半徑比（r+/r )，比值比值越大，配位數(shù)越大。越大，配位數(shù)越大。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan

24、 Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science1.7無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 注意：在離子型化合物中，并不是純粹的離子注意：在離子型化合物中，并不是純粹的離子鍵，仍有部分共價鍵成分。一般通過離子性百分鍵，仍有部分共價鍵成分。一般通過離子性百分?jǐn)?shù)來表示鍵的離子性大小。數(shù)來表示鍵的離子性大小。 可見，當(dāng)可見，當(dāng)陰陽離子的電負(fù)性差值為陰陽離子的電負(fù)性差值為1.7時時，單鍵單鍵約有約有50%

25、的離子性，因此，的離子性，因此，一般把元素電負(fù)性差值一般把元素電負(fù)性差值大于大于1.7的化合物看作離子結(jié)構(gòu)。的化合物看作離子結(jié)構(gòu)。如如NaCl，Cl和和Na的電負(fù)性差值為的電負(fù)性差值為2.23。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science注意：注意：離子晶體中沒有獨立的離子晶體中沒有獨立的“分子分子”，因此，因此，其其化學(xué)式只表示晶體中正負(fù)離子數(shù)量比，并不化學(xué)式只表示晶體中正負(fù)離子數(shù)量比，并不表示實際分子。表示實際分子。如如 NaCl并不表示并不表示NaCl晶體中存晶體中

26、存在在NaCl分子。分子。二、決定離子化合物性質(zhì)的因素二、決定離子化合物性質(zhì)的因素離子的特征離子的特征1. 離子半徑離子半徑無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science1離子半徑概念離子半徑概念 將離子晶體中的離子看成將離子晶體中的離子看成是相切的球體，正負(fù)離子的是相切的球體，正負(fù)離子的核間距核間距 d 是是 r + 和和 r 之和之和 。dr+r - d 值可由晶體的值可由晶體的 X 射線衍射射線衍射實驗測定得到，例如實驗測定得到，例如 MgO d = 210 pm 。

27、22M gOdrr2 1 0 p m無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science1926 年，哥德希密特年，哥德希密特 ( Goldschmidt ) 用光學(xué)方法測得用光學(xué)方法測得了了 F 和和 O 2 的半徑，分別為的半徑，分別為 133 pm 和和 132 pm。 結(jié)結(jié)合合 X 射線衍射所得的射線衍射所得的 d 值，得到一系列離子半徑。值，得到一系列離子半徑。 這種半徑為這種半徑為哥德希密特半徑哥德希密特半徑 。 1927 年，年，Pauling 把最外層電子到核的距

28、離，定把最外層電子到核的距離，定義為離子半徑。義為離子半徑。并利用有效核電荷等數(shù)據(jù)，求出一并利用有效核電荷等數(shù)據(jù)，求出一套離子半徑數(shù)值，被稱為套離子半徑數(shù)值，被稱為 Pauling 半徑半徑 。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 在比較半徑大小和討論變化規(guī)律時，在比較半徑大小和討論變化規(guī)律時，多采用多采用 Pauling 半徑半徑 。 2離子半徑的變化規(guī)律離子半徑的變化規(guī)律a ) 同主族從上到下，電子層增加，具有相同電荷同主族從上到下，電子層增加，具有相同電荷數(shù)

29、的離子半徑增加。數(shù)的離子半徑增加。 Li + Na + K + Rb + Cs + F Cl Br Mg 2 + Al 3 + K + Ca 2 + c ) 同一元素，不同價態(tài)的離子，電荷高的半徑小。同一元素，不同價態(tài)的離子，電荷高的半徑小。 如如 Ti 4 + Ti 3 + ； Fe 3 + 9-17 8無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science極化能力的實質(zhì)是離子作為電場時電場強度的體現(xiàn)。極化能力的實質(zhì)是離子作為電場時電場強度的體現(xiàn)。 r 小則極化能力強小則極化能力

30、強，因此，因此 Na+ K+ Rb+ Cs +， Li + 的極化能力很大，的極化能力很大，H 的體積和半徑均的體積和半徑均極小，故極化能力最強。極小，故極化能力最強。 r 相近時，電荷數(shù)越高極化能力越強相近時，電荷數(shù)越高極化能力越強 。 Mg2+ ( 8e，65 pm ) Fe 2 +，Ni 2 + ( 8 18 ) Ca 2 +，Mg 2 + ( 8 e )（2）變形性的大小）變形性的大小離子可被極化的程度；通常考慮負(fù)離子的變形性。離子可被極化的程度；通常考慮負(fù)離子的變形性。負(fù)離子變形性大的標(biāo)志負(fù)離子變形性大的標(biāo)志高負(fù)電荷高負(fù)電荷大半徑大半徑構(gòu)型：構(gòu)型：2，18，18+2 9-17 8無機(jī)

31、化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science r 大則變形性大，故陰離子的變形性顯得主大則變形性大，故陰離子的變形性顯得主要。要。陽離子中只有陽離子中只有 r 相當(dāng)大的如相當(dāng)大的如 Hg 2 + ，Pb 2 + ，Ag + 等才考慮其變形性。等才考慮其變形性。 電荷數(shù)的代數(shù)值越大，變形性越小，電荷數(shù)的代數(shù)值越大，變形性越小，如如Si 4 + Al 3 + Mg 2 + Na+ ( Ne ) F O 2 電子構(gòu)型，外層（次外層）電子越多，變形性越大。電子構(gòu)型，外層（次外層）電子

32、越多，變形性越大。 Na+ Cu+ ； Ca 2 + Cd 2 + 簡單離子的變形性簡單離子的變形性無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science復(fù)雜陰離子變形性小復(fù)雜陰離子變形性小SO4 2 ，ClO4 ，NO3 r 雖大，但雖大，但離子對稱性高離子對稱性高，中心，中心 氧化數(shù)又高，拉電子能力強，氧化數(shù)又高，拉電子能力強，不易變形。不易變形。 綜合考慮，變形性大的有綜合考慮，變形性大的有 I，S2，Ag+，Hg2 +，Pb2 + ； 變形性小的有變形性小的有 Be 2 +

33、，Al 3 +，Si 4 +，SO4 2 等。等。（3）附加極化作用）附加極化作用 由于極化作用，使反號離子的變形性增大，由于極化作用，使反號離子的變形性增大，從而使反號離子的極化能力加強，這種從而使反號離子的極化能力加強，這種加強的極加強的極化作用為附加極化作用。化作用為附加極化作用。2. 離子極化對化合物性質(zhì)的影響離子極化對化合物性質(zhì)的影響（1）熔點和沸點降低）熔點和沸點降低LiCl 605 +1 -1 0.181NaCl 801 +1 -1 0.181KCl 770 +1 -1 0.181RbCl 718 +1 -1 0.181CsCl 645 +1 -1 0.181 R R ZZ- m

34、.p/IA BeCl2 405 +2 -1 0.181MgCl2 714 +2 -1 0.181CaCl2 782 +2 -1 0.181SrCl2 875 +2 -1 0.181BaCl2 963 +2 -1 0.181 R R ZZ- m.p/IIA 兩個序列氯化物晶體的熔沸點變化趨勢為何不同？兩個序列氯化物晶體的熔沸點變化趨勢為何不同？從上到下，陽離子的半徑增大，極化力減小，離子鍵從上到下，陽離子的半徑增大，極化力減小，離子鍵的成分増多；的成分増多；從上到下，離子鍵的強度如何變化？從上到下，離子鍵的強度如何變化？無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal Univ

35、ersityCollege of Chemistry & Materials Science鍵型鍵型 離子鍵離子鍵 混合鍵混合鍵 混合鍵混合鍵 共價鍵共價鍵溶解度溶解度 大大 較大較大 較小較小 小小熔沸點熔沸點 高高 較高較高 較低較低 低低（2）離子化合物的顏色）離子化合物的顏色 離子化合物的顏色規(guī)律：離子化合物的顏色規(guī)律： 一般情況，如果組成化合物的兩種離子都一般情況，如果組成化合物的兩種離子都是無色的，則該離子化合物為無色，是無色的，則該離子化合物為無色， 如如NaCl、KNO3；無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege o

36、f Chemistry & Materials Science 如果其中一種離子無色，另一種離子的顏色如果其中一種離子無色，另一種離子的顏色與該化合物的顏色一致！但與該化合物的顏色一致！但離子極化會使離子化離子極化會使離子化合物的顏色與離子的顏色發(fā)生偏差。合物的顏色與離子的顏色發(fā)生偏差。如如K2CrO4 黃色，與黃色，與CrO42-的顏色一致；的顏色一致；Ag2CrO4 棕紅色，與棕紅色，與CrO42-的顏色不一致的顏色不一致原因之一：原因之一：Ag+具有較強的極化作用。具有較強的極化作用。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege

37、of Chemistry & Materials Science3.7 原子晶體和分子晶體原子晶體和分子晶體3.7.1 原子晶體（共價晶體）原子晶體（共價晶體）特點：特點：構(gòu)晶質(zhì)點：構(gòu)晶質(zhì)點：原子；原子；質(zhì)點間作用力：質(zhì)點間作用力：共價鍵；共價鍵；物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：熔點高、硬度大；熔點高、硬度大；典型實例：典型實例：金剛石、石英（金剛石、石英（SiO2）、）、金剛砂金剛砂（SiC）等。等。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3.7.2 分子晶體分子晶體特點：特點

38、：構(gòu)晶質(zhì)點：構(gòu)晶質(zhì)點：分子（極性分子和非極性分子）；分子（極性分子和非極性分子）；質(zhì)點間作用力：質(zhì)點間作用力：分子間力（包括氫鍵）；分子間力（包括氫鍵）；物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：低熔點、低沸點、硬度小；低熔點、低沸點、硬度小；典型實例：典型實例：干冰（分子間力）、冰（氫鍵）。干冰（分子間力）、冰（氫鍵）。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3.8 金屬晶體金屬晶體 根據(jù)自由電子模型，在金屬中金屬離子通過根據(jù)自由電子模型，在金屬中金屬離子通過吸引自由電子聯(lián)系在一起，形成

39、金屬晶體吸引自由電子聯(lián)系在一起，形成金屬晶體 。這就。這就是是金屬鍵。金屬鍵。 金屬晶體中原子是以金屬晶體中原子是以緊密堆積緊密堆積的形式存在的的形式存在的 。所謂所謂緊密結(jié)構(gòu)緊密結(jié)構(gòu)，就是把金屬原子看作一個個等徑，就是把金屬原子看作一個個等徑圓球，則它們將以空間利用率最高的方式排列。圓球，則它們將以空間利用率最高的方式排列。 常見的金屬晶格有三種：常見的金屬晶格有三種：體心立方晶格，面體心立方晶格，面心立方晶格和六方晶格。心立方晶格和六方晶格。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Material

40、s Science 面心立方和六方晶格面心立方和六方晶格: 配位數(shù)為配位數(shù)為12，空間利空間利用率為用率為74%左右，是最左右，是最緊密的堆積。緊密的堆積。 體心立方體心立方: 配位數(shù)為配位數(shù)為8，空間利用率為，空間利用率為68%左右，左右，不是密堆積結(jié)構(gòu)。不是密堆積結(jié)構(gòu)。 金屬晶體中金屬晶體中離子是以緊密堆積的形式存在離子是以緊密堆積的形式存在的的 。下面用等徑剛性球模型來討論堆積方式。下面用等徑剛性球模型來討論堆積方式。 在一個層中，最緊密的堆積方式，在一個層中，最緊密的堆積方式，是一個球是一個球與周圍與周圍 6 個球相切，個球相切，在中心的周圍形成在中心的周圍形成 6 個凹個凹位，將其算

41、為第一層。位，將其算為第一層。無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science123456 第二層第二層 對第一層來講最緊密的堆積方式是對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)將球?qū)?zhǔn)1，3，5 位。位。 ( 或?qū)?zhǔn)或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其位，其情形是一樣的情形是一樣的 )123456AB， 對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。密的堆積方式。 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將

42、球?qū)?zhǔn)第一層的球。第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456 于是每兩層形成一個于是每兩層形成一個周期，即周期，即 AB AB 堆積方堆積方式，形成六方緊密堆積式，形成六方緊密堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 ， ( 同層同層 6，上下層各上下層各 3 )無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 第三層的第三層的另一種另一種排排列方式，列方式，是將球?qū)?zhǔn)第是將球?qū)?zhǔn)第一層的一層的 2，4，6 位位，不不同于同于 AB 兩層的位置兩層的位置，這是這是 C 層。層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三層一個周三層一個周期。期。 得到面心立方堆積得到面心立方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 。( 同層同層 6， 上下層各上下層各 3 ) 無機(jī)化學(xué)無機(jī)化學(xué)- -晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials