分子晶体的堆积方式
高中化学知识点复习 晶体计算类型归纳
面(实际为椅式结构)，碳原子为 sp3 杂化
(3)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，一个六元
1
环实际拥有 个碳原子
2
(4)C 原子数与 C—C 键数之比为 1∶2，12g 金刚石中有 2 mol 共价键
(5)密度＝8×12 g·mol－1 NA×a3
(a 为晶胞边长，NA 为阿伏加德罗常数)
NA×a3
离子晶体的配位数
离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数
(1)正、负离子半径比：AB 型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、
影响离子晶体配位数的因素
负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2 晶体中，Ca2＋和 F－的配位数不同
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
(1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个 CO2 分子，每个面上也有一
个 CO2 分子，每个晶胞中有 4 个 CO2 分子
(2)每个 CO2 分子周围等距且紧邻的 CO2 分子有 12 个
(3)密度＝4×44 g·mol－1 NA×a3
(a 为晶胞边长，NA 为阿伏加德罗常数)
Cu Ag Au 12 4
2 a＝4r
2
Mg Zn Ti 12
6或2
——
(2)金属晶胞中原子空间利用率计算： 空间利用率 V球
球数 4 r3
3
V晶胞
a3
①简单立方堆积：如图所示，原子的半径为 r，立方体的棱长为 2r，则 V 球＝43πr3，V 晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利
(4)在 NaCl 晶体中，每个 Na+周围与它最接近且距离相等的 Na+共有 12 个，
晶胞结构
晶胞结构一、金属晶体2.钾型A2（体心立方堆积）堆积晶胞钾型A2堆积晶胞是立方体心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A2堆积的空间利用率的计算:A2堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:ar r a r a 43,34 ,43===%02.68833364342234223364)34(33333==⋅=⋅===πππr r V V A rV rr V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中3.六方最密堆积（4）A1（面心立方最密堆积）A1是ABCABCABC······型式的堆积，从这种堆积中可以抽出一个立方面心点阵，因此这种堆积型式的最小单位是一个立方面心晶胞。
A1堆积晶胞是立方面心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A1堆积空间利用率的计算:A1堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:（5）A4堆积形成晶胞A4堆积晶胞是立方面心点阵结构, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A4堆积的空间利用率的计算:A4堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为: ra r a 22 ,42==%05.742312163441344 4216)22(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中ar r a r r a 83,38 ,8243===⨯=%01.34163335123484348 833512)38(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中二、原子晶体1.金刚石立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键，每两个单键归两个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。
晶体结构与性质复习
晶体结构与性质复习一、分子晶体(1)分子紧密堆积：分子间作用力只是范德华力，以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。
如O2、CO2、C60；(2)分子非紧密堆积：分子间除范德华力外还有其它作用力（如氢键），分子晶体堆积要少于12个。
如在冰的晶体中，每个水分子与四面体顶角方向的4个紧邻的水分子相互吸引构成冰的晶体，其空间利用率不高，使得冰的密度减小。
Ⅰ．干冰晶体干冰晶体中每8个CO2构成立方体且再在6个面的中心又各占据1个CO2。
在每个CO2a/2，a为立方体棱长）最近的CO2有12个（同层4个、上层4个、下层4）。
①CO2分子晶体的晶胞中，其中平均含有4 个分子；②在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点都落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有_ 4 个CO2分子；③干冰晶体每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为12 ；④干冰是CO2晶体，分之间存在范德华力；⑤性质特点：熔点低，易升华，工业上用作制冷剂。
Ⅱ．冰晶体①冰晶体中每个水分子周围只有4 个紧邻的水分子，呈正四面体形；②构成冰晶体的主要作用力是氢键(也存在范德华力)，是分子晶体；③特点：40C密度最大，水的分解温度远高于其沸点；④1molH2O分子中含有的共价键数目为_2 N A _；1molH2O分子中含有的氢键数目为_2 N A _；冰晶体中，一个H2O分子周围有的4个氢键；⑤从结构的角度分析“固态水(冰)→水→水蒸气→氢气和氧气”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、氢键、极性共价键。
⑥为什么水在40C时的密度最大？当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。
超过40C时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以40C时水的密度最大。
⑦为什么冰的密度小于干冰？干冰晶体内只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,形成分子密堆积。
10-典型晶体简介(分子晶体)
1、无氢键型分子晶体：一般采用面心式堆积 、无氢键型分子晶体： 分子配位数通常=12 分子配位数通常 如：C60与C60分子晶体
分子晶体及其堆积方式
1、无氢键型分子晶体：一般采用面心式堆积 、无氢键型分子晶体： 分子配位数通常=12 分子配位数通常 分子晶体（干冰） 如：CO2与CO2分子晶体（干冰）
分子晶体熔点的相对高低规律之四
讨论： 讨论： 实验测得气态氯化铝的相对分子质量等于267，则其分 实验测得气态氯化铝的相对分子质量等于 ， 子式为 ，其结构式可能为 。
分子晶体小结
• 分子晶体的一般情况： 分子晶体的一般情况：
所有非金属氢化物、部分共价化合物 所有非金属氢化物、部分共价化合物 非金属氢化物 物质种类 少数盐类 盐类， 少数盐类，如AlCl3 单核或多核的） 晶体中的微粒 （单核或多核的）分子 微粒间的作用力 范德华力或氢键 微粒内部的 微粒内部的 无化学键 有非极性共价键或 作用力 或有非极性共价键或有极性共价键 干冰、 典型代表 氦、氢、干冰、冰 He 、 H2 、 CO2 、 H2O 化学式 较软易碎、部分可溶于水、 较软易碎、部分可溶于水、 物理共性 熔点沸点较低、晶体导电导热性差 熔点沸点较低、晶体导电导热性差
分子晶体熔点的相对高低规律之四
升华问题： 升华问题： 某些分子晶体受热时 不经过熔化直接变成气态 这种现象叫升华 这种现象叫升华 升华的条件 条件是 升华的条件是： 在一定的压强条件下物质的熔点 熔点>沸点 在一定的压强条件下物质的熔点 沸点 能升华的常见物质有： 能升华的常见物质有： 干冰、 苯甲酸、 干冰、碘、萘、苯甲酸、氯化铝等
分子晶体熔点的相对高低规律之一
参考f=k·m1·m2/r2 （1）组成与结构相似时：—二
六方最密堆积和晶胞的关系-概述说明以及解释
六方最密堆积和晶胞的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述六方最密堆积和晶胞是固体结构中两个重要的概念。
六方最密堆积是一种最紧密的原子排列方式，具有独特的结构特点和物理性质。
晶胞则是晶体中基本的结构单元，描述了晶体的周期性排列方式。
本文旨在探讨六方最密堆积和晶胞之间的关系，分析它们在固体结构中的相互作用和影响。
通过深入研究这一关系，可以更好地理解晶体的结构和性质，为材料科学领域的研究和应用提供理论支持和指导。
1.2 文章结构本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分中，将会对六方最密堆积和晶胞的基本概念进行简要介绍，然后阐明本文的目的和结构。
在正文部分，将详细探讨六方最密堆积的定义和特点，晶胞的概念及其重要性，以及六方最密堆积和晶胞之间的关系。
最后，在结论部分将总结六方最密堆积和晶胞之间的关系，讨论其在材料科学中的应用，并展望未来的研究方向。
整个文章将会逐步展开，从基础概念到具体关系，向读者呈现一个完整的研究框架。
1.3 目的本文旨在探讨六方最密堆积和晶胞之间的关系，通过对六方最密堆积和晶胞的定义、特点以及重要性进行分析和比较，揭示它们之间的联系和相互作用。
我们希望通过本文的研究，能够深入理解六方最密堆积和晶胞在材料科学领域中的重要性和应用价值，为材料科学研究提供新的思路和方法。
此外，我们也希望能够为未来关于六方最密堆积和晶胞的研究提供一定的参考和借鉴，推动相关领域的发展和进步。
2.正文2.1 六方最密堆积的定义和特点六方最密堆积是一种密排结构，也称为紧密填充结构或堆积结构。
在这种结构中，原子或离子按照特定的规律排列，以使得它们之间的间隙最小化，从而实现最大的密度。
在六方最密堆积中，每个原子或离子的周围都被临近原子或离子所包围，形成了紧密的结构。
六方最密堆积有以下几个特点：1. 紧密堆积：六方最密堆积是一种最紧密的堆积结构，原子或离子之间的间隙非常小，使得整个结构具有高度的紧凑性。
2. 六方对称性：六方最密堆积具有六方对称性，即在堆积方向上，原子或离子被排列成六边形的堆积序列，这种对称性对于晶体的稳定性和性质具有重要意义。
等径圆球密堆积与非等径圆球密堆积的区别
等径圆球密堆积与非等径圆球密堆积的区别
山东省邹平县长山中学256206 吴贵智
在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，由于金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，使得晶体中的每一个原子或分子都能吸引尽可能多的其他原子或分子于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体结构变得比较稳定。
根据组成晶体的原子或分子的大小将密堆积的方式分为等径圆球密堆积和非等径圆球密堆积。
等径圆球密堆积：在金属晶体中，金属原子中的电子分布呈球对称，且金属键没有方向性，又由于金属原子的大小相等，所以金属原子按照等径圆球的密堆积。
首先，等径圆球在一列上呈直线排列，在同一平面上，每个圆球于周围的六个圆球紧密接触，形成密置层。
密置层与密置层的圆球之间平行的错开，使每个圆球的球心恰好对应另一层相邻三个球所围成的空隙的中心，并使两层紧密接触，形成密置双层。
在密置双层的基础上，根据堆积第三层时出现不同的排列方式，将堆积方式分为“…ABAB…”和“…ABCABC…”两种形式。
其中“…ABAB…”是在密置双层的基础上，隔层圆球的球心相对应，例如金属镁；而“…ABCABC…”则是相邻三层圆球的球心位置均不同，但此后都按照如此相邻的三层重复排列，例如金属铜。
非等径圆球密堆积：在离子晶体中，离子中的电子分布基本上也是球对称的，由于离子间存在无方向性的静电作用，每个离子周围都会尽可能多地吸引带相反电荷的离子，使体系的能量最低。
但由于阴、阳离子的半径不相同，在排列时，半径大的离子先按一定方式做等径圆球的密堆积，半径小的离子再填充到半径大的离子所形成的空隙中。
例如，NaCl晶体中，由于氯离子的半径大于钠离子的半径，氯离子先按等径圆球的密堆积，然后钠离子再填充到氯离子所构成的空隙中。
分子晶体的堆积方式
分子晶体的堆积方式分子晶体是一种由分子构成的晶体，其堆积方式直接决定了分子晶体的物理、化学性质和功能。
本文将分别介绍分子晶体的四种常见堆积方式，包括分子包合型、分子层型、分子链型和分子骨架型，以及它们的物理、化学性质和应用领域。
1. 分子包合型分子包合型堆积方式是指分子通过氢键、范德华力、水合作用等相互作用进一步形成分子团、分子团之间再通过各种作用力相互组合成为层，以效应而得到整个晶体的构象。
这种结构拥有大量的平面、通道、孔隙等特点，可以用于药物缓释、气体储存和选择性吸收等领域。
例如，ZIF-8晶体是一种著名的分子包合型晶体，具有极高的孔隙度和表面积，被应用于气体储存和分离。
2. 分子层型分子层型堆积方式是指同种或不同种分子由于其结构和形貌等因素形成纵向和横向堆积的层。
层与层之间通过范德华力等作用力组合为晶体。
分子层型晶体具有分子分层、分子分子相互作用等特性，可以用于电子传输、能量转换和分子间相互作用研究等领域。
例如，石墨烯就是一种分子层型晶体，其由碳原子构成了一个二维晶体结构，可以用于微电子学和储能电池等领域。
3. 分子链型分子链型堆积方式是指分子由于其内部化学键的存在，形成链状结构，链与链之间形成平面排列的晶体。
分子链型晶体具有分子链状和分子键作用等特性，可以用于催化反应、有机发光和储能材料等领域。
例如，聚合物C60是一种分子链型晶体，具有良好的光电性能和机械性能，在太阳能电池、有机发光器等方面应用广泛。
4. 分子骨架型分子骨架型堆积方式是指分子通过它们的核心组成一系列六角、八角等一定几何形状的三维结构，单体与单体之间通过氢键、范德华力和配位键等构件相互作用，最终形成整个晶体。
分子骨架型晶体具有分子多面体和分子间相互作用等特性，可以用于化学催化、气体吸附和催化剂等领域。
例如，MIL-101是一种分子骨架型晶体，具有极高的表面积和孔隙度，在储氢、分离和化学催化等方面应用广泛。
总之，分子晶体的堆积方式与其物理、化学性质以及应用领域密切相关。
分子晶体
①密堆积：如果分子间作用力只有范德华力，无分子间 密堆积：如果分子间作用力只有范德华力， 氢键－分子采用密堆积， 氢键－分子采用密堆积，如：C60、干冰 、I2、O2。 重要结论： 分子距离最近的CO 分子共有12个 重要结论：与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 即配位数为12 即配位数为12
【问题探究】 问题探究】
3、是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？ 、是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？ 4、为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？ 、为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？ ①构成晶体的微粒是分子 分子之间以分子间作用力（主要是范德华力） ②分子之间以分子间作用力（主要是范德华力）相结 合，范德华力远小于化学键的作用 5、分子晶体的密度取决于晶体的体积，取决于紧密堆 、分子晶体的密度取决于晶体的体积， 积程度，分子晶体的紧密堆积由以下两个因素决定： 积程度，分子晶体的紧密堆积由以下两个因素决定： ①分子间作用力的强弱 ②分子间的排列顺序 6、为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 、为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用， 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子 间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 由于分子间作用力特别是氢键的方向性， 由于分子间作用力特别是氢键的方向性，导致晶体 中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大。 中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大。 由于CO2的相对分子质量 2O，所以干冰的密度大。 的相对分子质量>H ，所以干冰的密度大。 由于
4、选择以下物体填写下列空白 、 A干冰 干冰 B氯化铵 氯化铵 C烧碱 烧碱 D固体碘 固体碘
⑴晶体中存在分子的是
AD(填写序号，下同 填写序号， 填写序号 下同) ⑵晶体中既有离子键又有共价键的是 BC ⑶熔化时不需要破坏共价键的是 ACD ⑷常况下能升华的是 AD
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分子晶体的堆积方式
分子晶体是由分子构成的周期性排列的固体，其堆积方式可以分为三种：紧密堆积、面心堆积和体心堆积。
紧密堆积是指分子通过最密堆积方式排列，每个分子周围有六个近邻分子，形成六边形的密堆积结构。
面心堆积是指每个分子周围有最多的近邻分子，形成八面体的堆积结构。
体心堆积是指分子在体心位置堆积，每个分子周围有八个近邻分子，形成立方体的堆积结构。
不同的堆积方式会影响分子晶体的性质，如紧密堆积的分子晶体密度更大，硬度更高，而面心堆积的分子晶体更容易形成二次结构。
因此，在设计和制备分子晶体材料时需要考虑堆积方式的影响。
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