第3章晶體結構原子核電子原子分子物質氣態液態固態化學鍵分子間作用力化學鍵晶體非晶體粒子排列的有序程度3-1晶體的宏觀性質（5）宏觀上判斷晶體與非晶體，應綜合以上三方面的特點來考察，單從一方面進行判斷是不充分的。為什么晶體與非晶體上存在如此大的差異？內部結構不同（結構決定性質，性質反映結構）如何探測內部結構？衍射實驗（X衍射和電子衍射）晶體X射線衍射圖關于晶體與非晶體從熱力學的角度看 晶體一般都具有最低能量，因而較為穩定；非晶體一般能量較高都處于介穩或亞穩態。晶體和非晶體之間無絕對界線 同一物質在不同條件下既可形成晶體，又可形成非晶體，彼此之間在一定條件下可以實現轉化。3-2晶體的基本類型根據晶體中質點以及質點之間的作用力，可以把晶體分為：金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體混合晶體金屬晶體（2）金屬晶體中金屬原子是通過金屬鍵結合在一起的。金屬正離子進行堆積排列，而所有的自由電子則通過靜電力把正離子“膠合”起來，這種”膠合“作用就是金屬鍵。金屬晶體（3）金屬的結構特點金屬晶體中，晶格結點上排列著金屬原子，晶格結點間以金屬鍵相結合；金屬鍵沒有方向性、飽和性，屬晶體的結構可以看作等徑圓球的密堆積；金屬晶體中金屬原子的配位數高；不同的金屬單質，可能有不同的晶格類型，同種金屬在不同的溫度下，也可能發生晶格類型的轉變。金屬的改性共價鍵理論共用電子不屬于某個或某幾個原子，而屬于整個晶體——金屬原子和離子浸泡在電子海洋中金屬的自由電子基本為s電子（球型）金屬鍵不同于普通共價鍵——無方向、無飽和可以解釋金屬光澤、導電性、高溫電阻增大現象、延展性離子晶體（1）離子鍵：離子晶體的晶格結點上交替排列著正、負離子，正、負離子之間的靜電作用力，就是離子鍵。離子鍵的強弱用晶格能的大小來衡量。晶格能指在標準態下，拆開單位物質的量的離子晶體，使其變為無限遠離的氣態離子時，體系所吸收的能量，用符號U表示，可采用“玻恩-哈伯循環法”計算離子晶體的性質離子晶體的熔點較高，硬度較大，難揮發；離子晶體在溶于水或熔融時，可以導電；離子晶體一般較脆；離子晶體物質一般較易溶于水。離子晶體（2）離子鍵無方向性和飽和性，在離子晶體中正、負離子盡可能地與異號離子接觸，采用最密堆積。離子晶體可以看作大離子進行等徑球密堆積，小離子填充在相應空隙中形成的。三種典型的離子晶體NaCl型晶胞中離子的個數：晶格：面心立方配位比：6:6(紅球－Na+,綠球－Cl-)CsCl型晶胞中離子的個數：(紅球－Cs+,綠球－Cl-)晶格：簡單立方配位比：8:8晶胞中離子的個數：ZnS型(立方型)晶格：面心立方(紅球－Zn2+,綠球－S2-)配位比：4:4離子晶體中最簡單的結構類型(a)NaCl型Na+Cl-(b)CsCl型Cl-Cs+空間構型晶胞類型正、負離子的配位數每個晶胞中的分子數示

例CsCl型簡單立方81TlCl、CsBr、CsINaCl型面心立方64NaF、MgO、NaBr、KIZnS型由Zn2+和S2-各組成的面心立方在軸向1/4處穿插形成44BeO、ZnSe原子晶體亦稱共價晶體，晶格結點上是中性原子，原子與原子之間以共價鍵相結合（非密堆積），不斷向周圍空間延伸，形成一個巨大的分子。共價鍵有方向性和飽和性，因此原子晶體一般硬度大，熔點高，不導電，溶解性差，不具延展性。代表：金剛石、Si、Ge、Sn等的單質，SiC、SiO2等金剛石的晶體結構與晶胞金剛石的晶體結構金剛石的晶胞（面心立方）石英的晶體結構與晶胞分子晶體定義：單原子分子或以共價鍵結合的有限分子，由范德華力凝聚而成的晶體。范圍：全部稀有氣體單質、許多非金屬單質、一些非金屬氧化物和絕大多數有機化合物都屬于分子晶體。特點：以分子間作用力結合，相對較弱。除范德華力外，氫鍵是有些分子晶體中重要的作用力。干冰及其晶胞冰－Ⅶ的晶胞結構示意圖富勒烯由于分子間作用力沒有方向性和飽和性，所以對于那些球形和近似球形的分子，通常也采用配位數高達12的最緊密堆積方式組成分子晶體，這樣可以使能量降低。最典型的球形分子是1985年才發現的C60分子，60個C原子組成一個籠狀的多面體園球，球面有20個六元環，12個五元環。經X射線衍射法確定，球烯C60也是面心立方密堆積結構。混合晶體晶格的結點之間含有2種或2種以上結合力的晶體稱為混合晶體層狀晶體（石墨、云母、黑磷）鏈狀晶體（石棉）層狀晶體石墨C為sp2雜化，同一平面的C形成離域大鍵沿層面導電、導熱能力好熔點高，性質穩定兼具原子晶體、金屬晶體和分子 晶體特