分子晶体的结构特征
07 第七章 晶体的类型
根据晶格结点上的粒子的种类不同，晶体可 以分成四种类型： （1）离子晶体：晶格结点上交替排列的是正、 负离子。 （2）原子晶体： 晶格结点上排列的是中性原子。 （3）分子晶体： 晶格结点上排列的是中性分子。
（4）金属晶体： 晶格结点上排列的是金属原子 或金属离子
§1 离子晶体
1.1 离子晶体的特征
相应的电子构型变化： 2s 2 2p 6 3s 1 —— 2s 2 2p 6 ，3s 2 3p 5 —— 3s 2 3p 6 形成稀有气体原子结构的稳定离子。
第二步 靠静电吸引， 形成化学键 。 体系的势能与核间距之间的关系如图所示：
V
0 Vr0 r0 r
纵坐标的零点 当 r 无穷大时，即两核之间 无限远时的势能。
+
+
Cl ( g )
－
NaCl ( g )
H 1 = S = 108.8 kJ· mol－1 ， Na ( s ) 的升华热 S ；
H 2 = I1 = 496kJ· mol－1 ， Na 的第一电离能 I 1 ； H 3 = 1/2 D = 121.5kJ· mol－1 ， Cl 2 ( g ) 的离解能 D 的一半；
d ) 阳离子半径小于它的原子半径；阴离子半径大 于它的原子半径。
如： Na + (97pm) < Na (157pm) ； Cl (99pm) < Cl － (181pm) 。
e ) 负离子半径一般较大；正离子半径一般较小 。
第二周期
第四周期
F－ 136 pm ；
Br－ 195 pm ；
Li + 60 pm 。
考察 Na+ 和 Cl － 彼此接近的过程中，势能 V 的变化。 图中可见： r > r0 ，当 r 减小时，正负离
化学 晶体结构与性质总复习
分子晶体
碘晶体构造
• 1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体 如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。
构成粒子：分子
构成晶体中粒子间的相互作用：分子间作用力 (范德华力和氢键)
分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用 力,不破坏化学键,也有例外,如S8
注：分子内原子间以共价键结合，除稀有气体
因为 稀有气体分子为单原子分子，无共价键。
〔5〕绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖
分子晶体的物理特性：
较低的熔点和沸点〔为什么？〕
较小的硬度〔多数分子晶体在常温时为 气态或液态〕
一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不 导电,局部溶于水后导电(举例)。
溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关 ——相似相溶(讲)。 ➢原因：分子间作用力很弱
分子晶体熔沸点变化规律
一、晶体和非晶体
1、构造特征：晶体——构造微粒在微观空间里 呈周期性有序排列 非晶体——构造微粒无序排列
2 晶体与非晶体的性质特征
自范性
微观结构
晶体
有（能自发呈封闭的规则的多面 原子在三维空间里呈周期性有
体外形）
序排列
非晶体 没有（不能自发呈现多面体外形）
原子排列相对无序
• 说明：
– 晶体自范性的本质：是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列 的宏观表象。
所以在金刚石中
碳原子的杂化方式为sp3 金刚石晶体中所有的C—
C键长 相等
• 晶体中最小的碳环由6 个碳组成，且不在同一平面内,；
晶体中每个C原子被 12 个六元环所共有,每个环平均拥 有： 1 个C－C键， 1/2个C原子。
• 晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的
奉献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：1:2
共价化合物与分子晶体、共价晶体的关系
共价化合物与分子晶体、共价晶体的关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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晶体的特点有什么特征
晶体的特点有什么特征晶体是有明确衍射图案的固体，其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。
下面是店铺给大家整理的晶体的特点，希望能帮到大家!晶体的特点(1)自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。
(2)晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。
(3)单晶体有各向异性的特点。
(4)晶体可以使X光发生有规律的衍射。
宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。
(5)晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。
晶体的特性晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。
1.长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。
2.均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
3.各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。
4.对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
5.自限性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。
6.解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。
7.最小内能：成型晶体内能最小。
8.晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。
具体介绍：均一性和异向性因为晶体是具有格子构造的固体，同一晶体的各个部分质点分布是相同的，所以同一晶体的各个部分的性质是相同的，此即晶体的均一性;同一晶体格子中，在不同的方向上质点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随方向的不同而有所差异，此即晶体的异向性。
最小内能与稳定性晶体与同种物质的非晶体、液体、气体比较，具有最小内能。
晶体是具有格子构造的固体，其内部质点作规律排列。
这种规律排列的质点是质点间的引力与斥力达到平衡，使晶体的各个部分处于位能最低的结果。
对称性晶体的对称表现在晶体中相等的晶面，晶棱和角顶有规律的重复出现。
这是由于它具有规律的格子构造。
是其在三维空间周期性重复的体现。
既晶体的对称性不仅表现在外部形态上，而且其内部构造也同样也是对称的。
分子晶体和原子晶体
分子晶体和原子晶体
图2-15 金刚石原子晶体示意图
分子晶体和原子晶体
二氧化碳和方石英都是第Ⅳ A元素化合物， 由于前者是分子晶体，后者是原子晶体，导致 物理性质差别较大。CO2在-78.5 ℃时即升华， 而SiO2的熔点却高达1610 ℃，说明晶体结构 不同，微粒间的作用不同，物质的物理性质也 不同。
分子晶体和原子晶体
在原子晶体中，不存在独立的小分子，而只能把整个晶体看成是 一个大分子，没有确定的相对分子质量。由于共价键具有饱和性和方 向性，所以原子晶体的配位数一般不高。以典型的金刚石原子晶体为 例，每一个碳原子在成键时以sp3等性杂化形成4个sp3共价键，构成 正四面体，所以碳原子的配位数为4。无数的碳原子相互连接构成， 如图2-15所示晶体结构。原子晶体中，原子间以共价键相连，所以 表现出有较高的硬度和较高的熔点(金刚石硬度最大，熔点为3849 K)。 通常这类晶体不导电、不导热，熔化时也不导电，但硅、碳化硅等具 有半导体性质，可以有条件地导电。
分子晶体和原子晶体
图2-14 CO2分子晶体示意图
分子晶体和原子晶体
二、 原子晶体
在晶格结点上排列的微粒为原子，原子之间以 共价键结合构成的晶体称为原子晶体，如碳(金刚 石)、硅(单晶硅)、锗(半导体单晶)及第Ⅳ A族元素 的单质都属于原子晶体，化合物中的碳化硅(SiC)、 砷化镓(GaAs)、方石英(SiO2)等也属于原子晶体。
无机化学
分子晶体和原子晶体
一、 分子晶体
在晶格结点上排列着分子，通过分子间力而形成的晶体， 称为分子晶体，如非金属单质和非金属元素之间的固体化合物 CO2是分子晶体，其晶体结构如图2-14所示。分子晶体中存在 着独立的分子，分子晶体内是共价键，分子晶体间的作用力是 分子间力，由于分子间力很弱，因此分子晶体的熔点低，具有 较大的挥发性，硬度较小，易溶于非极性溶剂，通常是电的不 良导体。若干极性分子晶体在水中解离生成离子，则其水溶液 导电，如HCl溶液。
晶体结构
§3 晶体结构一、晶体与非晶体1、晶体的特征：⑴有一定的几何外形，非晶体如玻璃等又称无定形体；⑵有固定的熔点；⑶各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
一块晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导电导热性质、机械强度等，从晶体的不同方向去测定，常不同。
⑷晶体具有平移对称性：在晶体的微观空间中，原子呈现周期性的整齐排列。
对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的，不变的，这是晶体的普遍特征，叫做平移对称性。
⑸自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
2、晶体的内部结构⑴晶格：把晶体中规则排列的微粒抽象成几何学中的点，并称为结点。
这些点的结合称为点阵，沿着一定的方向按某种规则把结点连结起来，则得到描述各种晶体内部结构的几何图像——晶体的空间格子，称为晶格。
⑵晶胞：在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分称为晶胞。
（晶体中最有代表性的重复单位）⑶晶胞基本特征：晶胞有二个要素：①是晶胞的大小、型式，②是晶胞的内容。
晶胞的大小、型式由a、b、c三个晶轴及它们间的夹角α.β.γ所确定。
晶胞的内容由组成晶胞的原子或分子及它们在晶胞中的位置所决定。
3、单晶体和多晶体⑴单晶体——由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生成而成，其内部的粒子基本上按某种规律整齐排列。
如冰糖、单晶硅等。
⑵多晶体——由很多单晶体杂乱聚结而成，失去了各二、离子晶体及其性质1、离子晶体的特征和性质⑴由阳离子和阴离子通过静电引力结合成的晶体——离子晶体。
⑵性质：静电作用力较大，故一般熔点较高，硬度较大、难挥发，但质脆，一般易溶于水，其水溶液或熔融态能导电。
2、离子键⑴定义：阳离子和阴离子通过静电作用形成的化学键。
⑵离子键的形成条件：元素的电负性差要比较大。
⑶离子键的本质特征：是①静电作用力，②没有方向性和饱和性。
⑷影响离子键强度的因素①离子电荷数的影响。
②离子半径的影响：半径大, 导致离子间距大, 所以作用力小; 相反, 半径小, 则作用力大。
分子晶体举例
分子晶体举例分子晶体是一种特殊的晶体结构，它的构成单位为分子。
每个分子通过共价键结合在一起，形成一个固定的结构。
与其他晶体不同的是，分子晶体中的分子可以在一定程度上独立运动，因此，分子晶体具有很多独特的物理化学性质。
下面我们以多尼钾红晶为例，来了解一下分子晶体的结构和性质。
多尼钾红晶是一种具有较强荧光的有机分子晶体，可以通过溶剂挥发法、毛细管法等方法制备。
其分子式为C20H13KO4S，理论分子量为384.48 g/mol。
多尼钾红晶的晶胞中，每个分子通过氢键和其他分子相互作用。
晶胞中的分子排列有序，呈现出六方紧密堆积的结构，其中一个分子周围有六个相邻的分子，三个分子平行于c轴排列，每两个相邻分子的距离为3.223 angstrom。
一个单元晶胞里面有一个分子。
多尼钾红晶的分子结构中，分子中央的五元环呈现扭曲和扭折的立体构型，两个硫原子之间的距离为2.82 angstrom。
这种构型使得分子内部存在着不对称性，同时典型的极性取向也使分子有明显的偏极性。
分子之间的相互作用主要是通过极性相互作用和氢键相互作用。
极性相互作用是由于分子极性和极性分子之间的相互吸引力造成的；氢键相互作用则是由于分子中的氢原子参与相互作用和分子之间的电性互作用共同贡献的。
这些相互作用就是多尼钾红晶能够形成分子晶体的主要根据。
多尼钾红晶具有较好的光学性质，可以在紫外光下吸收并发出红色荧光。
同时，多尼钾红晶还具有独特的电学性质，可作为一种电致变色材料应用于液晶显示器中。
其电学性质由于其分子中具有大量的不饱和键和极性官能团造成的，分子中电子的不稳定性使得分子对施加外电场时产生显著的电响应。
不同于其他晶体，分子晶体具有优异的机械性能和可加工性，有很高的应用价值。
目前，分子晶体已经广泛应用于光学、电学、化学传感等领域。
原子晶体分子晶体
原子晶体分子晶体
原子晶体和分子晶体是两种不同的晶体结构类型，它们在化学和物理研究中有着广泛的应用。
原子晶体是由原子排列而成的，如金属、陶瓷等，其结构稳定，通常具有高的熔点和硬度。
分子晶体则是由分子组成的，如有机化合物等，其结构相对不稳定，容易受到环境影响。
分子晶体常常具有较低的熔点和硬度，但在光电器件等领域具有独特的性能。
两种晶体结构的形成机制不同，原子晶体的结构是由金属离子或共价键组成的三维网络构成的，而分子晶体则是由分子间的范德华力组成的。
在晶体结构的研究中，人们可以通过X射线衍射等技术来探测晶体的结构，通过研究结构来揭示物质的性质和行为规律。
原子晶体和分子晶体在材料科学、药物化学、生物化学等领域有着广泛的应用。
例如，原子晶体可以用于制造高硬度的刀具、金属材料等；分子晶体则可以用于制造有机半导体、药物晶体等。
在生物化学中，人们也常常使用X射线晶体学技术来研究蛋白质的结构，揭示其功能和行为规律。
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分子晶体的结构特征
分子晶体是由有机或无机分子构成的晶体，在室温下通常是固态。
分
子晶体具有一些独特的结构特征，这些特征与晶体中分子之间的相互作用
有关。
首先，分子晶体的分子通常具有较大的分子量，这意味着它们通常较
为复杂，由多个原子组成。
这些大分子可以是有机物中的有机分子，也可
以是无机物中的聚合物分子。
由于分子的大小和复杂性，分子晶体通常具
有较大的密度。
其次，分子晶体的分子之间通过非共价键相互作用而结合。
这些非共
价键包括氢键、范德华力、π-π相互作用等。
这些相互作用力使得分子
形成稳定的晶格结构，从而形成晶体。
分子晶体的晶格结构是由这些分子经过相对有序地排列而形成的。
这
些分子通常以三维周期性分布，形成了一系列的晶体点阵。
不同的分子之
间的相互作用力不同，因此晶体的晶格结构也会有所不同。
一些晶体具有
简单的、规则的晶体结构，如立方晶格、正交晶格等；而一些晶体则具有
更为复杂的非周期性结构，如不规则晶体结构。
另外，分子晶体还具有一些独特的物理性质。
由于分子之间较弱的相
互作用力，分子晶体通常具有较低的熔点和沸点。
此外，分子晶体通常是
电绝缘体，不导电。
这是因为在分子晶体中，分子之间的相互作用力较强，而分子内部的电子结构相对稳定。
在分子晶体中，分子之间的相互作用可以随着温度或压力的变化而发
生改变，从而导致晶体结构的改变。
这种结构可逆性是分子晶体的一个重
要特征。
通过调控温度和压力，可以实现对分子晶体结构的可控改变，从
而改变晶体的物理性质。
总的来说，分子晶体具有较大的分子量、通过非共价键相互作用结合、具有特定的晶格结构和方位性等独特的结构特征。
这些特征使得分子晶体
具有一系列的物理性质和应用价值，在药物、光电器件等领域具有重要的
应用前景。