内容正文:
第三章晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
江西省乐平市第三中学 李洪
四种晶体小结
晶体类型 微粒 作用力 熔点 实例
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
分子
范德华力氢键
低
水,干冰
原子
共价键
很高
金刚石
金属原子
金属离子
金属键
高低都有
金属单质
合金
离子
离子键
较高
NaCl
过渡晶体
纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是4种典型晶体之间的过渡晶体。
离子晶体与共价晶体之间的过渡本质是离子键和共价键的过渡。可以用离子键成分的百分数来简单描述。
离子键的百分数是依据电负性差值计算的。差值越大,离子键百分数越大。
过渡晶体
第三周期元素的氧化物,Na2O,MgO离子键成分大,按离子晶体处理。Al2O3,SiO2离子键成相对较小,按共价晶体处理;后面的P2O5,SO3,Cl2O7离子键成分更小,且共价键不能贯穿整个晶体,所以当作分子晶体处理。
混合型晶体
石墨是一种混合型晶体,为层状结构,层内原子以共价键连接,层间为分子间力。石墨中每个C原子都采取sp2杂化。
每个C原子与另外3个C形成3个sp2-sp2σ键。还有1个未成键的电子在p轨道,垂直于sp2杂化平面。
混合型晶体
每个C原子与另外3个C形成3个sp2-sp2σ键。6个C原子之间形成一个平面正六边形。
所有剩余的p轨道都是平行的,可以相互重叠成键,使p轨道中的电子可以在整个平面中运动。
混合型晶体
像这种多个平行的p轨道肩并肩重叠而成的键,叫做使离域大π键,简称大π键。
混合型晶体
由于电子的离域,使得石墨可以导电。
混合型晶体
由于石墨2层之间的距离过大,电子不能跳跃到另一平面,所以石墨只能在层内导电,层间不能导电。
混合型晶体
由于石墨2层之间的距离过大,分子间作用力小,因此可以滑动,所以石墨可以做润滑剂。
混合型晶体
142pm
如何得到石墨的晶胞?
混合型晶体
俯视图第一层
第二层六边形中心正对第一层原子
第三层原子正对第一层原子
混合型晶体
例1:如图是石墨的一个六方晶胞。(1)晶胞中含有多少个C原子?
混合型晶体
(2)已知C-C键长L=142pm,层间距d=335pm。求晶胞参数a和c。
混合型晶体
(3)求石墨的密度。
碳的几种单质对比
碳单质 晶体类型 晶胞 密度 熔点
石墨 混合型 2.0 3660
金刚石 共价 3.5 3550