(完整版)常见晶胞模型

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氯化钠晶体

离子晶体

(1)NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个

(2)

(3)NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+(即CI-配位数)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4个; 占有的CI-4个。

在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 与每个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为

CsCI晶体(注意:右侧小立方体为CsCI晶胞;左侧为8个晶胞)

(1)CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的C「(即Cs+配位

数)为8个

CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+(即CI-配位数)为

8个,这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。

(2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这

几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。

• Cs* OCI- (3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个;占有的CI- 1个CaF2晶体

(1))Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。

(2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数)为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个

(3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个;

占有的F-8个。

ZnS晶体:

(1)1个ZnS晶胞中,有4 个S2「,有4个

Zn2+

(2)Zn2+的配位数为4个, S2_的配位数为4个

O£n?,•

原子晶体

(1) 金刚石晶体

a 每个金刚石晶胞中含有 8个碳原子,最小的碳环为 6元环,并且不在同一平面(实际为椅 式结

构),碳原子为sp 3杂化,每个C 以共价键跟相邻的_4_个 C 结合,形成正四面体。键角109° 28'

b 、 每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用

c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键,碳原子与共价键之比为 (2) Si 晶体

由于Si 与碳同主族,晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的 C 原子全部换成Si 原

子,健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。

(3) 某些非金属化合物【SiO 2、SiC (金刚砂)、BN (氮化硼)、Si 3N 4等】

例如SiC

将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成Si 原子,

键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。(其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子,4个互不相邻的立方 体体心的为C 原子,反之亦可)

a 每个SiC 晶胞中含有 4个硅原子,含有 A 个碳原子

b 、1mol SiC 晶体中有4mol Si —C 共价键

(4)SiO 2晶体:在晶体硅的晶胞中,在每2个Si 之间插入1个O 原子, 便可

得到SiO 2晶胞。

a 每个硅原子都采取sp 3杂化,与它周围的4个氧原子所形成的空间 结构为正四面体型,SiO 2

晶体中最小的环为

_J2_

元环 b 、每个Si 原子被

亚个十二元环共用,每个 O 原子被_6_个 十二元环共用

c 、每个SiO 2晶胞中含有_8_个Si 原子,含有J6_个O 原子

d 、1mol Si O 2晶体中有_4 mol 共价键 (5)晶体硼

已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体,其中有

20个等边三角形的面和一定

数目的顶点,每个顶点各有一个

B 原子。通过观察图形及推算,可知此结构单元是由

12个B 原子构成,其中B —B 键间的夹角是 60 ° 。假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去,余下 部分

的结构与G 。相同,贝U Go 由_12_个正五边形和 20个正六边形构成。

金刚石

金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释

Si O

分子晶体

1、CQ晶体

以CO为例:如右图为干冰晶体的晶胞,立方体的面心和顶点各有

一个CO分子,因此,每个晶胞中有4__个CO分子。

在干冰晶体中,每个CO分子距离最接近且相等的CO分子有12 个。

象这种在分子晶体中作用力只是范德华力,以一个分子为中心,其周围

常可以有12个紧邻的分子的特征称为分子密堆积。(若将CO分子换成C2、

12或C6o等分子,干冰的晶体

结构就变成了Q、12或C6o的

晶体结

12单质

2、水分子:冰中1个水分子与周围4个水分子形

成氢键, 所以1 mol水拥有的氢键数目为2NA

3、白磷晶体:分子式为P4,

124g白磷形成的P---P键数目是6 NA

金属晶体

堆积模型简单立方体心立方堆积六方最密堆积(A3)面心立方最密堆积(A1)

典型代表Po Na K Fe Mg Zn Ti Cu Ag Au 空间利用率52%68%74%74%配位数681212晶胞MO

分子晶体

混合型晶体

2、石墨的层状结构如下图2所示,图中7个六元环实际占有的碳原子数是 J4 ,若该层状结构 可由很多个平行四边形无隙并置得到, 每个平行四边形实际占有2个碳原子,请在图中画出一个这样 的平行四边形。

⑶石墨能与熔融金属钾作用,形成蓝色的 C M K 、灰色的CwK 、C 60K 等。有一种青铜色的CK 中K 原子

(用o 表示)的分布如图3所示,则x= 8_;另有一种石墨化合物 G2K ,其中K 原子的分布也类似 图的正六边形,该正六边形的边长是上右图中正六边形边长的

2 倍。

C 12K

C 8K

小结*金剛石、石舉的比较

金刚石

石墨

晶体烟伏 廁体空伯」网扶 兀込形平面层状 鼎体中的無或作用

共价讎

共枷键均捲德半力 EU 嵐少備原子形成 环的形状与个数

G 个赚子>K1則[ftf

B 个原子同瓯

4

3

知个叶中诞的平均瞰 6*1 ^6=1

6*1/2=3 毎牛坏中跑『的半屿数

1/12-12

6*1/3—2

1、石墨晶体

① 石墨晶体是层状结构,层与层之间是以 范德华力 结合,同一层内

C 原子与C 原子以 共价键

结合成平面网状,每一层碳原子排列

成六边形,则碳原子采用 SP 2

杂化。未成对电子形成 大n 键。

② 石墨晶体中C 原子数与c -C 键数之比是 23_。其中每个正六边形 占有的C 原子数平均为 2个。

空间层

状结构 空间结构 箔视B1 ■ 平而网

状结构

1