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晶体的基本类型


实验室k / 2018-07-16

    物质有三种聚集状态:气态、液态和固态。固体可分为晶体和非晶体两种。内部微粒做规则排列构成的固体,称为晶体;微粒做无规则排列构成的固体,称为非非晶体。如果把晶体中规则排列的微粒抽象为几何点,称为结点,将结点按照一定规则连接起来,得到描述晶体内部结构的空间格子,称为晶格。

晶体的基本类型

    在晶体和非晶体中,由于内部微粒排列方式的不同而呈现出不同特征。晶体一般具有一定几何外形、固定熔点和各向异性(即晶体的某些性质如光学性质、力学性质、导电导热性等,从晶体的不同方向去测定时是不同的)。非非晶体则无一定的外形和固定熔点,加热时先软化,随着温度升高,流动性逐渐增加,直至熔融状态,且表现各向同性。

    根据晶格结点上微粒及微粒间作用力的不同,可把晶体分为四类:离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。这四种典型晶体的内部结构及性质特征见表4-14。除了上述四种典型晶体外,也有混合型晶体,例如:石墨。

表4-14  四种典型晶体的内部结构及性质特征

 

晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
晶格结点上的微粒 阴离子、阳离子 原子 极性分子 非极性分子 金属原子、金属阳离子
微粒间作用力 离子键 共价键 分子间力、氢键 分子间力 金属键
晶体性质特征

熔点较高、略硬、脆、固态不导电,熔融态或溶于水导电,易溶于极性溶剂

熔点高、硬度大、非导体 熔点低、硬度小、易挥发、水溶液导电、易溶于极性溶剂 熔点低、硬度小、易挥发、非导体、易溶于非极性溶剂 导电性、导热
性、延展性
实例 活泼金属氧化物及盐 金刚石、单质Si、SiC、BN、SiO2 HCl、NH3 CO2、H2、稀有气体

金属或合金

    例4-11  排列出Au、CO2、HCl、HF晶体熔点高低的的顺序。
    解:Au为金属晶体,离子间作用力为金属键;CO2为非极性分子,分子间作用力为很弱的色散力;HCl为强极性分子晶体,分子间作用有色散力、诱导力、取向力;HF除具有HCl所有作用力外,分子间还有强烈的氢键作用。所以,熔点高低顺序与微粒间作用力大小相一致:Au>HF>HCl>CO2

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