结构工程师:结构工程师普通化学考试大纲(三)

晶体结构和性质

3.1.3.1晶体的基本类型和性质

（1）离子晶体

1)晶格结点上的微粒：正、负离子。

2)微粒间作用力：离子键即正、负离子之间的静电引力。其作用力随离子电荷的增多和半径的减少而增强。

3)晶体中不存在独立的简单分子。例如NaCl晶体,表示Na+:Cl－=1:1。

4)晶体的特性：熔点高、硬度大；延展性差；一般易溶于极性溶剂；熔融态或水溶液均易导电。

在相同类型的典型离子晶体中，离子的电荷越多，半径越小，晶体的熔点越高，硬度越大。

离子电荷与半径的规律如下：

（A）在同一周期中，自左而右随着正离子电荷数的增多，离子半径逐渐减少。如半径：

Na＋﹥Mg2＋;K＋﹥Ca2＋﹥Sc3＋

（B）同一元素，随着正离子电荷数的增多，离子半经减少。如半径: Fe2+﹥Fe3+

(C)在同一族中，自上而下离子半经逐渐增大。如半径: I－﹥Br－﹥Cl－﹥F－

根据离子电荷与半径的规律，可判断离子键的强弱，从而可判断离子晶体熔点和硬度的大小

例1：

离子晶体
正、负离子半径和
正、负离子电荷数
熔点
硬度

NaF
2.30Å
＋1 ,－1
993℃
2.3

CaO
2.31Å
＋2 ,－2
2614℃
4.5

例2：

离子晶体
正离子半径
正、负离子电荷数
熔点
硬度

CaO
0.99 Å
＋2, ＋2
2614℃
4.5

MgO
0.66 Å
＋2, ＋2
2852℃
5.5～6.5

（2）原子晶体.

1)晶格结点上的微粒：原子。

2)微粒间作用力：共价键。

3)晶体中不存在独立的简单分子。例如方石英（SiO2）晶体,表示Si:O=1:2。

4)晶体的特性：熔点高、硬度大；延展性差；一般溶剂中不溶；是电的绝缘体或半导体。常见的原子晶体有金刚石（C）和可作半导体材料的单晶硅（Si）、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、以及碳化硅(SiC)和方石英(SiO2)。

（3）分子晶体

1)晶格结点上的微粒—：极性分子或非极性分子。

2)微粒间作用力：分子间力（还有氢键）。在同类型的分子中，分子间力随分子量的增大而增大。

3)晶体中存在独立的简单分子。例如CO2晶体, 结点上为CO2分子。

4)晶体的特性：熔点抵、硬度小(随分子量的增大而增大)；延展性差；其溶解性遵循“相似者相溶”，极性分子易溶于水、冰醋酸等，非极性分子易溶于有机溶剂如碘、萘等，熔融态不导电。

（4）金属晶体

1)晶格结点上的微粒：原子或正离子。

2)微粒间作用力：金属键。

3)晶体中不存在独立的简单分子。

4)晶体的特性：是电和热的良导体，熔点较高、硬度较大；优良的变形性和金属光泽。