![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
晶体化学的基础知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《晶体化学的基础知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《晶体化学的基础知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(89页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、晶体化学基础知识第第1 1页页第三节 晶体结构密堆积原理16,开普勒模型(开普勒从雪花六边形结构出发提出:固体是由球密堆积成)开普勒对固体结构推测 冰结构第第2 2页页密堆积定义密堆积定义密堆积:密堆积:由无方向性金属键、离子键和范德华由无方向性金属键、离子键和范德华力等结合晶体中,原子、离子或分子等微观力等结合晶体中,原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高,能充分利用粒子总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间堆积密度最大那些结构。空间堆积密度最大那些结构。密堆积方式因充分利用了空间,而使体系势能密堆积方式因充分利用了空间,而使体系势能尽可能降低,而结构稳定。尽可能降低,而结构稳定。
2、第第3 3页页常见密堆积类型常见密堆积类型最最密密非最密非最密常见密堆积型式常见密堆积型式面心立方最密堆积(面心立方最密堆积(A1)六方最密堆积(六方最密堆积(A3)体心立方密堆积(体心立方密堆积(A2)第第4 4页页晶体结构内容相互关系晶体结构内容相互关系密堆积原理是一个把中学密堆积原理是一个把中学化学晶体结构内容联络起化学晶体结构内容联络起来一个桥梁性理论体系来一个桥梁性理论体系。第第5 5页页1.1.面心立方最密堆积面心立方最密堆积(A1)(A1)和六方最密堆积和六方最密堆积(A3)(A3)第第6 6页页从上面等径圆球密堆积图中能够看出:从上面等径圆球密堆积图中能够看出:1.1.只有只有
3、1 1种堆积形式种堆积形式;2.2.每个球和周围每个球和周围6 6个球相邻接个球相邻接,配位数位配位数位6,6,形形成成6 6个三角形空隙个三角形空隙;3.3.每个空隙由每个空隙由3 3个球围成个球围成;4.4.由由NN个球堆积成层中有个球堆积成层中有2N2N个空隙个空隙,即即球数:空隙数球数:空隙数=1=1:2 2。第第7 7页页两层球堆积情况图两层球堆积情况图第第8 8页页 1.1.在在第第一一层层上上堆堆积积第第二二层层时时,要要形形成成最最密密堆堆积积,必必须须把把球球放放在在第第二二层层空空隙隙上上。这这么么,仅仅有有半半数数三三角角形形空空隙隙放放进进了了球球,而而另另二二分分之之
4、一一空空隙隙上上方方是是第第二层空隙。二层空隙。2.2.第第一一层层上上放放了了球球二二分分之之一一三三角角形形空空隙隙,被被4 4个个球球包包围围,形形成成四四面面体体空空隙隙;另另二二分分之之一一其其上上方方是是第第二二层层球球空空隙隙,被被6 6个个球球包包围围,形形成成八八面面体体空空隙。隙。两层堆积情况分析两层堆积情况分析第第9 9页页三层球堆积情况分析三层球堆积情况分析 第第二二层层堆堆积积时时形形成成了了两两种种空空隙隙:四四面面体体空空隙隙和和八八面面体体空空隙隙。那那么么,在在堆堆积积第第三三层层时时就就会会产产生两种方式:生两种方式:1.1.第三层等径圆球突出部分落在正四面
5、体空隙第三层等径圆球突出部分落在正四面体空隙上,其排列方式与第一层相同,但与第二层上,其排列方式与第一层相同,但与第二层错开,形成错开,形成ABABABAB堆积。这种堆积方式能够堆积。这种堆积方式能够从中划出一个从中划出一个六方六方单位来,所以称为单位来,所以称为六方最六方最密堆积(密堆积(A3A3)。第第1010页页2.2.另一个堆积方式是第三层球突出部分落另一个堆积方式是第三层球突出部分落在第二层八面体空隙上。这么,第三层与在第二层八面体空隙上。这么,第三层与第一、第二层都不一样而形成第一、第二层都不一样而形成ABCABCABCABC结构。这种堆积方式能够从中划出一个结构。这种堆积方式能够
6、从中划出一个立立方面心单位方面心单位来,所以称为来,所以称为面心立方最密堆面心立方最密堆积(积(A1A1)。第第1111页页六方最密堆积(六方最密堆积(A3)图)图第第1212页页六方最密堆积(六方最密堆积(A3)分解图)分解图第第1313页页面心立方最密堆积(面心立方最密堆积(A一)图一)图第第1414页页面心立方最密堆积(面心立方最密堆积(A1)分解图)分解图第第1515页页A1 型最密堆积图片型最密堆积图片将密堆积层相对位置按照将密堆积层相对位置按照ABCABC方式作方式作最密堆积,重复周期为最密堆积,重复周期为3层。这种堆积可划出面层。这种堆积可划出面心立方晶胞。心立方晶胞。第第161
7、6页页A3型最密堆积图片型最密堆积图片将密堆积层相对位置按照将密堆积层相对位置按照ABABAB方式作最方式作最密堆积,这时重复周期为两层。密堆积,这时重复周期为两层。第第1717页页A1、A3型堆积小结型堆积小结第二层密堆积方式也只有一个,但这两层第二层密堆积方式也只有一个,但这两层形成空隙分成两种形成空隙分成两种 正四面体空隙(被四个球包围)正四面体空隙(被四个球包围)正八面体空隙(被六个球包围)正八面体空隙(被六个球包围)突出部分落在正四面体空隙突出部分落在正四面体空隙 ABAB堆积堆积 A3A3(六方)(六方)突出部分落在正八面体空隙突出部分落在正八面体空隙 ABCABC堆积堆积A1A1
8、(面心立方)(面心立方)第三层第三层 堆积堆积 方式有两种方式有两种第第1818页页A1A1、A3A3型堆积比较型堆积比较以上两种最密堆积方式,每个球配位数为以上两种最密堆积方式,每个球配位数为12。有相同堆积密度和空间利用率有相同堆积密度和空间利用率(或堆积系数或堆积系数),即,即球体积与整个堆积体积之比。均为球体积与整个堆积体积之比。均为74.05%。空隙数目和大小也相同,空隙数目和大小也相同,N个球(半径个球(半径R););2N个四面体空隙,可容纳半径为个四面体空隙,可容纳半径为0.225R小球;小球;N个个八面体空隙,可容纳半径为八面体空隙,可容纳半径为0.414R小球。小球。第第19
9、19页页A1、A3密堆积方向不一样:密堆积方向不一样:A1:立方体体对角线方向,共立方体体对角线方向,共4条,故条,故有有4个密堆积方向易向不一样方向滑动,个密堆积方向易向不一样方向滑动,而含有良好延展性。如而含有良好延展性。如Cu.A3:只有一个方向,即六方晶胞只有一个方向,即六方晶胞C轴方轴方向,延展性差,较脆,如向,延展性差,较脆,如Mg.第第2020页页空间利用率计算空间利用率计算空间利用率:指组成晶体原子、离子或分子在整空间利用率:指组成晶体原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有体积百分比。个晶体空间中所占有体积百分比。球体积球体积 空间利用率空间利用率=100%晶胞体积晶胞体积第第
10、2121页页A3型最密堆积空间利用率计算型最密堆积空间利用率计算解:解:第第2222页页在在A3A3型堆积中取出六方晶胞,平行六面体底是型堆积中取出六方晶胞,平行六面体底是平行四边形,各边长平行四边形,各边长a=2ra=2r,则平行四边形面积:,则平行四边形面积:平行六面体高:平行六面体高:第第2323页页第第2424页页A1A1型堆积方式空间利用率计算型堆积方式空间利用率计算第第2525页页2.2.体心立方密堆积(体心立方密堆积(A2A2)A2不是最密堆积。每个球有八个最近配体(处不是最密堆积。每个球有八个最近配体(处于边长为于边长为a立方体立方体8个顶点)和个顶点)和6个稍远配体,分个稍远
11、配体,分别处于和这个立方体晶胞相邻六个立方体中心。别处于和这个立方体晶胞相邻六个立方体中心。故其配体数可看成是故其配体数可看成是14,空间利用率为,空间利用率为68.02%.每个球与其每个球与其8个相近配体距离个相近配体距离与与6个稍远配体距离个稍远配体距离第第2626页页A2型密堆积图片型密堆积图片第第2727页页3.金刚石型堆积(金刚石型堆积(A4)配位数为配位数为4,空间利用率为,空间利用率为 34.01%,不是密堆积。这,不是密堆积。这 种堆积方式存在因为原种堆积方式存在因为原 子间存在着有方向性共子间存在着有方向性共 价键力。如价键力。如Si、Ge、Sn等。等。边长为边长为a单位晶胞
12、含半径单位晶胞含半径 球球8个。个。第第2828页页4.堆积方式及性质小结堆积方式及性质小结堆积方式堆积方式 点阵形式点阵形式 空间利用率空间利用率 配位数配位数 Z 球半径球半径面心立方面心立方最密堆积最密堆积(A1)面心立方面心立方 74.05%12 4 六方最密六方最密堆积堆积(A3)六方六方 74.05%12 2体心立方体心立方密堆积密堆积(A2)体心立方体心立方 68.02%8(或或14)2 金刚石型金刚石型 堆积堆积(A4)面心立方面心立方 34.01%4 8第第2929页页第四节第四节 晶体类型晶体类型依据形成晶体化合物种类不一样能够将依据形成晶体化合物种类不一样能够将晶体分为:
13、离子晶体、分子晶体、原子晶体分为:离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体。晶体和金属晶体。第第3030页页1.1.离子晶体离子晶体离子键无方向性和饱和性,在离子晶体中离子键无方向性和饱和性,在离子晶体中正、负离子尽可能地与异号离子接触,采正、负离子尽可能地与异号离子接触,采取最密堆积。取最密堆积。离子晶体能够看作大离子进行等径球密堆离子晶体能够看作大离子进行等径球密堆积,小离子填充在对应空隙中形成。积,小离子填充在对应空隙中形成。离子晶体各种多样,但主要可归结为离子晶体各种多样,但主要可归结为6 6种种基本结构型式。基本结构型式。第第3131页页(1)NaCl(1)立方晶系,面心立方晶胞;)立
14、方晶系,面心立方晶胞;(2)Na+和和Cl-配位数都是配位数都是6;(3)Z=4(4)Na+,C1-,离子键。,离子键。(5)Cl-离子和离子和Na+离子沿(离子沿(111)周期为)周期为|AcBaCb|地堆积,地堆积,ABC表示表示Cl-离子,离子,abc表示表示Na+离子;离子;Na+填充在填充在Cl-正八面体空隙中。正八面体空隙中。第第3232页页NaCl晶胞结构和密堆积层排列晶胞结构和密堆积层排列第第3333页页(NaCl,KBr,RbI,MgO,CaO,AgCl)第第3434页页ZnS ZnS是是S2-最最密密堆堆积积,Zn2+填填充充在在二二分分之之一一四四面面体体空空隙隙中中。分
15、分立立方方ZnS和和六六方方ZnS。第第3535页页立方立方ZnSZnS(1)立方晶系,面心立方晶胞;)立方晶系,面心立方晶胞;Z=4(2)S2-立方最密堆积立方最密堆积|AaBbCc|(3)Zn原子位于面心点阵阵点位置上;原子位于面心点阵阵点位置上;S原子也位于原子也位于另一个这么点阵阵点位置上,后一个点阵对于前一另一个这么点阵阵点位置上,后一个点阵对于前一个点阵位移是体对角线底个点阵位移是体对角线底1/4。原子坐标是:。原子坐标是:4S:0 0 0,1/2 1/2 0,1/2 0 1/2,0 1/2 1/2;4Zn:1/4 1/4 1/4,3/4 3/4 1/4,3/4 1/4 3/4,1
16、/4 3/4 3/4第第3636页页立方立方ZnSZnS晶胞图晶胞图第第3737页页六方六方ZnSZnS(1)六方晶系,简单六方晶胞。)六方晶系,简单六方晶胞。(2)Z=2(3)S2-六方最密堆积六方最密堆积|AaBb|。(4)配位数)配位数4:4。(6)2s:0 0 0,2/3 1/3 1/2;2Zn:0 0 5/8,2/3 1/3 1/8。第第3838页页六方六方ZnSZnS晶胞图晶胞图第第3939页页CaF2型型(萤石)(萤石)(1)立方晶系,面心立方晶胞。)立方晶系,面心立方晶胞。(2)Z=4(3)配位数)配位数8:4。(4)Ca2+,F-,离子键。,离子键。(5)Ca2+立方最密堆积
17、,立方最密堆积,F-填充在全部填充在全部 四面体空隙中。四面体空隙中。第第4040页页(6)Ca2+离子配列在面心立方点阵阵点位置上,离子配列在面心立方点阵阵点位置上,F-离子配列在对离子配列在对Ca2+点阵位移各为对角线点阵位移各为对角线1/4与与3/4两个面心立方点阵阵点上。原子坐标是:两个面心立方点阵阵点上。原子坐标是:4Ca2+:0 0 0,1/2 1/2 0,1/2 0 1/2,0 1/2 1/2;8F-:1/4 1/4 1/4,3/4 3/4 1/4,3/4 1/4 3/4,1/4 3/4 3/4,3/4 3/4 3/4,1/4 1/4 3/4,1/4 3/4 1/4,3/4 1/
18、4 1/4。第第4141页页CaF2结构图片结构图片CaF2结构图第第4242页页CsCl型型:(1)立方晶系,简单立方晶胞。)立方晶系,简单立方晶胞。(2)Z=1。(3)Cs+,Cl-,离子键。,离子键。(4)配位数)配位数8:8。(5)Cs+离子位于简单立方点阵阵点上位置上,离子位于简单立方点阵阵点上位置上,Cl-离子也位于另一个这么点阵阵点位置上,它对离子也位于另一个这么点阵阵点位置上,它对于前者位移为体对角线于前者位移为体对角线1/2。原子坐标是:。原子坐标是:Cl-:0 0 0;Cs+:1/2 1/2 1/2 第第4343页页第第4444页页(CsCl,CsBr,CsI,NH4Cl)
19、第第4545页页TiO2型型(1)四方晶系,体心四方晶胞。)四方晶系,体心四方晶胞。(2)Z=2(3)O2-近似堆积成六方密堆积结构,近似堆积成六方密堆积结构,Ti4+填入一填入一半八面体空隙,每个半八面体空隙,每个O2-附近有附近有3个个近似于正三角形近似于正三角形Ti4+配位。配位。(4)配位数)配位数6:3。第第4646页页TiO2结构图片结构图片第第4747页页2.2.分子晶体分子晶体定义:单原子分子或以共价键结合有限分定义:单原子分子或以共价键结合有限分子,由范德华力凝聚而成晶体。子,由范德华力凝聚而成晶体。范围:全部稀有气体单质、许多非金属单范围:全部稀有气体单质、许多非金属单质、
20、一些非金属氧化物和绝大多数有机化质、一些非金属氧化物和绝大多数有机化合物都属于分子晶体。合物都属于分子晶体。特点:以分子间作用力结合,相对较弱。特点:以分子间作用力结合,相对较弱。除范德华力外,氢键是有些分子晶体中主除范德华力外,氢键是有些分子晶体中主要作用力。要作用力。第第4848页页氢键氢键定义:定义:,是极性很大共是极性很大共价键,、是电负性很强原子。价键,、是电负性很强原子。氢键强弱介于共价键和范德华力之间;氢键强弱介于共价键和范德华力之间;氢键由方向性和饱和性;氢键由方向性和饱和性;间距为氢键键长,间距为氢键键长,夹角夹角为氢键键角(通常为氢键键角(通常100100180 180 )
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 晶体化学 基础知识 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。