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固体结构
无机化学大连理工出版社（第六版）固体结构章节导图，对固体结构方面的知识点做了一个大致概述，内容清晰有条理。
编辑于2021-12-26 13:21:58- 固体结构
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- 大纲
固体结构
粒子排列特性不同
晶体
结构特征
本质
重复的有序性
晶体内部长程有序性
基本结构
原子，离子，分子
周期性
共同性质
多面体几何外形
规则
自然生长
各向异性
物理性质
不同方向测定结果不同
熔点固定
晶面夹角守恒定律
同种晶体晶面夹角相等
晶格理论
X射线衍射实验
理想晶体
无限大
无缺陷
周期性结构
无限重复
抽象出的几何概念
结构基元
最小重复单元
点阵点
晶胞
两要素
大小形状
参数
边长
夹角
内容
粒子
种类
数目
相对位置
空间点阵
晶格
反映结构周期性
七种晶系
加上带心类型共14种。未细分的类型则仅有简单格子一种
立方晶系
简单格子
体心格子
面心格子
四方晶系
简单格子
体心格子
正交晶系
简单格子
体心格子
面心格子
底心格子
单斜晶系
简单格子
底心格子
三斜晶系
三方晶系
六方晶系
晶体缺陷
定义
晶体中一切偏离理想的晶体结构
分类
依据
形成
结构
本征缺陷 （固有缺陷）
形成原因
粒子热涨落
倾向熵值增加
吸热过程
振动加剧脱离平衡位置
典型化合物
卤化物
杂质缺陷
形成原因
杂质粒子进入晶体
杂质粒子
小
间隙式
较大，电负性与晶体粒子接近
取代式
非化学计量化合物
定义
化合物
各元素原子的相对数目不是整数比
形成类型
多氧化值过渡金属
无多种氧化值的过渡金属
小原子进入晶体空隙
结构差异小，性能差异大
探索新型无机功能材料
四大基本 晶体类型
分类依据
粒子种类
粒子间作用力
金属键
离子键
共价键
分子间作用力
金属晶体
组成粒子
金属原子或离子
作用力
金属键
原子化焓
共同性质
结构
特征
趋向密堆积
并非所有金属单质都有密堆积
堆积方式
六方密堆积
AB型
面心立方密堆积
ABC型
体心立方堆积
间隙类型
四面体空隙
八面体空隙
多晶现象
金属键理论
模型
电子海模型
自由电子
产生原因
价电子少
核对价电子吸引力弱
胶合作用
金属键定义
金属正离子靠金属共有自由电子的胶合作用构成金属晶体的作用
特性说明
导电性
自由电子定向流动
外加电场
导热性
离子振动加强
自由电子辅助热量交换与传递
延展性
胶合作用缓冲
易滑动不易断裂
金属的分子轨道模型 （能带理论）
能带
理解
同能级原子轨道重叠
看做整个晶体的分子轨道
类型
满带
充满电子的分子轨道
能量较低
导带
未充满电子的分子轨道
能量较高
禁带
能量空隙
物质分类
依据
禁带宽度
能量间隔
能带电子填充状况
就是平时说的导电性
导体
绝缘体
半导体
混合导电性
电子导电
空穴导电
金属导电性
具有导带
有导带
满带和空带重叠
满带电子跃迁
温度升高
一般金属
导电性能减弱
半导体
导电性能增强
局限
离子晶体
结构
影响因素
半径比
离子大小
电荷数
正离子最外层电子构型
dddd
类型
AB型
NaCl型
面心立方晶格
氯离子
八面体空隙
所有
配位比6：6
CsCl型
简单立方堆积
氯离子
立方体空隙
配位比8：8
ZnS型
闪锌矿型
面心立方堆积
硫离子
四面体空隙
半数
配位比4：4
纤锌矿型
六方密堆积
硫离子
四面体空隙
一部分
配位比4：4
AB2型
CaF2（萤石）
ABX3型
离子半径
与配位数关系
r+/r-
0.225～0.414
4
0.414～0.732
6
0.732～1.00
8
趋向稳定
正负离子紧靠
标准
NaCl型（6）
（12）：*1.12
（8）：*1.03
（4）：*0.94
使用时要选同一套数据！
同质异构现象
晶格能（U）
离子晶体专属概念！
定义
1mol离子晶体—＞正负离子
气态离子！
吸收
度量
静电作用强度
单位
KJ/mol
规律
周期增加U减小
MX
金属氧化物MO
计算
Born-Haber循环
实验值
反应热化学循环图
变态能量
汽化热
升华焓
键能
原子变离子
电子亲和能
得电子成负离子
电离能
失电子成正离子
晶体标准摩尔生成焓
标准状态
Born-Lande公式
半经验公式
U=KA*Z1Z2/R0（1-1/n）
U
KJ/mol
K
1.38940*10（5）KJ•pm/mol
A
Madelung常量
与晶体构型有关
n
Born指数
离子的电子层结构类型有关
R0
正负离子半径和
Z
正负离子电荷数绝对值
极化作用显著时误差大
使用
晶体类型相同时， U正比于Z1Z2，反比于核间距
K.公式
经验规律
二元离子化合物
A=0.8*（化学式正负离子数目和）
反映配位数
关联性质（晶格能大）
硬度大
熔点高
离子极化
现象
靠近异电荷物质
变形
极化率α
定义
离子变形性
电子被核吸引的越不牢，离子极化率越大
规律
半径
正相关
负离子＞正离子
一般
电荷
正离子
负相关
负离子
正相关
（18+2），18＞9～17＞8e-
极化力f
定义
影响其它离子变形的能力
影响因素
负离子
一般很弱，不考虑
高电荷复杂离子有一定极化力
硫酸根
磷酸根
dddd
正离子
电荷
正相关
半径
负相关
离子构型
最外层电子构型
电荷相等
半径相近
极化能力排序
（18+2） ，18＞9～17＞8e-
2电子构型也是极化能力最强的那块
键型过渡
本质理解
极化作用使电子云变形
离子间距离减小
电子能级变化
产生现象
键的极性减弱
离子键—＞共价键
晶型过渡，配位数减小
半径比减小
溶解度降低
极化显著使晶体难溶于水
水是极性分子，相似相溶 水的介电常数很大（≈80），会削弱正负离子间的静电吸引。离子晶体进入水中后，正负离子间吸引力≈1/80，易受热运动作用而分离。离子间极化作用明显时，向共价键过渡程度较大，水不能像减弱离子间静电作用那样减弱共价键的结合力，所以离子极化作用显著的使晶体难溶于水。
颜色加深
电子能级变化
易吸收可见光产生颜色
碘离子在化合物中颜色最深
极化率最大
熔沸点降低
无机物
离子晶体—＞分子晶体
主要方面
正离子主导
分子晶体
极性
偶极矩u
u=Ql
Q
电荷量
l
正负电荷中心的距离
电荷中心
应用
推断分子构型
极化
定义
正负电荷中心分开的过程
极化率
意义
分子变形性
取向
电场
分子大小
正相关
瞬时偶极
组成粒子
主要物质
非金属单质
某些化合物
描述主体
极性分子
u≠0
非极性分子
u=0
对称性
直线型
平面三角形
正四面体
…
作用力
分子内部
共价键
分子间
分子间作用力（范德华力）
本质
吸引作用
根本原因
极性
变形性
没有方向性和饱和性
分类
色散作用
最主要的
产生原因
电荷中心异极相邻
存在
所有分子之间
诱导作用
产生原因
极性分子诱导另一分子极化（加剧）
存在
至少一个极性分子
取向作用
产生原因
同极相斥，异极相吸
趋向异极相邻状态
作用效果
距离减小
极化加剧
存在
极性分子之间
影响因素
距离
近则强
极性分子的偶极矩
正相关
极化力
非极性分子的极化率
正相关
系统温度
气相色谱
利用分子极性和变形性不同使吸附情况不同
分离鉴定气体混合物
氢键
产生条件
电负性大
原子半径小
孤对电子
特性
饱和性
方向性
趋向斥力最小
键能
破坏
吸收
1mol
存在
许多无机含氧酸
有机化合物
醇
羧酸
胺
也有分子内氢键
原子晶体
共价晶体
组成粒子
原子
作用力
共价键
破坏耗能大
方向性
饱和性
结构
低
配位数
密度
性质
硬度大
熔点高
一般不导电
混合型晶体
层状晶体
石墨
层与层间靠分子间力结合
理解
无绝对界限
非晶体
特性
近程有序，长程无序
共同性质
无规则外形
粒子排列无规则
没有特定晶面
各向同性
无固定熔点
例
玻璃
石英玻璃
与石英晶体化学式相同，但二者结构不同。 石英晶体又称水晶，SiO4立体网状结构
沥青
石蜡
橡胶
塑料
准晶体
特征
质点
定向有序排列
无周期性平移重复