硅酸盐晶体结构.doc

目的要求:,明确键性与晶体结构的关系及其对固体性质的影响。(等径球体)和两种堆积方式(六方、立方)及其晶胞特点。、离子半径、配位数、配位多面体、离子极化等概念。,负离子的极化性不大时,负离子多面体的形状主要由正离子半径和负离子半径之比来决定。、NaCl、立方ZnS、CaF2、CaCO3的晶体结构。,并能分析不复杂的离子化合物晶体结构符合鲍林规则各条规则。(岛状、组群状、链状、层状、架状)的特征,清楚几种典型矿物(镁橄榄石、高岭石、蒙脱石、石英)结构特点及对性质的影响。重点:最紧密堆积原理、晶胞、离子半径、配位数、配位多面体、离子极化、鲍林规则典型离子晶体、硅酸盐晶体的结构难点:典型离子晶体结构、:如立方体岩盐,菱面体天然菱镁矿(单晶:晶体慢慢冷却形成)非晶体:玻璃、松香、沥青等(无定形)(玻璃:SiO2原料熔化,急冷形成)有的物质如石英SiO2,可成为晶体亦可成为非晶体性质与结构紧密相关,如何区分晶体与非晶体?①各向异性晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不一样的。晶体的各向异性是区别于物质其它状态最本质性质。②固定熔点晶体在熔化时必须吸收一定的熔融热才能转变为液态(同样在凝固时放出同样大小的结晶热),随时间的延长,温度升高,当晶体开始熔解,温度停止上升,此时所加的热量,用于破坏晶体的格子构造,直到晶体完全熔解,温度才开始继续升高③稳定性晶体能长期保持其固有状态而不转变成其它状态。这是晶体具有最低内能决定的,内能小,晶体内的质点规律排列,这是质点间的引力斥力达到平衡,结果内能最小,质点在平衡位置振动,没有外加能量,晶体格子构造不破坏,就不能自发转变为其它状态,处于最稳定状态,而非晶体就不稳定,如玻璃有自发析晶(失透)倾向。④自限性晶体具有自发地生长为一个封闭的几何多面体倾向,即晶体与周围介质的界面经常是平面,晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。⑤对称性晶体的某些性质在一定方向及位置上出现对称性,因为晶体的构造是质点在空间周期性规律排列,是反映在宏观上的必然结果。⑥均匀性一个晶体的各个部分性质都是一样的。因为晶体内质点是周期性重复排列的,其任何一部分在结构上都是相同的,因而由结构决定的一切性质都是相同的。⑦晶面角守恒定律晶体的晶面大小和形状会随外界的条件不同而变化,但同一种晶体的相应晶面(或晶棱)间的夹角却不受外界条件的影响,它们保持恒定不变的值。晶体的宏观性质是其内部微观结构规律性反映。为了更好了解晶体性质,就必须深入地对晶体的微观结构加以研究。。晶体的质点之间存在着一定的结合力。内部质点有:离子、原子、分子,典型的化学键有:离子键、共价键、金属键、分子键和氢键。晶体类型有:离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体。①原子半径对于金属和共价晶体,一般用原子半径表示原子大小。原子半径—同种元素的晶体中最近邻原子核之间距离之半。对于金属晶体来说,原子半径和配位数有关.②离子半径每个离子周围存在着一个一定大小的球形力的作用圈,其它离子不能进入这个作用圈,这种作用圈的半径。一般情况下,离子间的平衡距离r0为两个相接的离子半径之和。说明:这种定义是理想化的,实际晶体中,总存在共价键成分,使离子间距变小,半径发生变化。若离子间有极化现象,离子半径也会发生变化。另外,核外电子云是连续分布的,并无确定的范围。离子半径种类:。、泼莱威脱离子半径对哥西密特和鲍林结果进行科学修正得出。离子半径在周期表中的变化规律1) 同一周期,正离子半径随价数增加而减小2) 同一族元素中,离子半径随原子序数增加而增大3) 同一元素形成不同电价正离子时,离子半径随电价增加而减小4) 同一元素既能形成正离子又能形成负离子时,则正离子半径<原子半径<负离子半径Na2SO4SZnSr===,离子半径常被作为衡量键性、键强、配位关系以及离子的极化力(极化率)的重要数据,它不仅决定了离子的相互结合关系,对晶体性质也有很大关系。既然原子、离子可看成是具有一定半径的球体,那么晶体中原子、离子间的结合就可看成是球体的相互堆积,根据晶体中质点的相互结合,要遵循内能最小的原则,从球体堆积角度来说,球的堆积密度越大,系统内能就越小—球体最紧密堆积原理。等径球体堆积—同一种质点组成晶体(Cu、Au、Ag等)不等径球体堆积—由不同质点组成晶体(M