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高中化学物质结构性质之晶体知识归纳
金属的晶体结构是指金属原子在三维空间中通过特定的排列方式形成的结构。这种结构对金属的物理和化学性质具有重要影响。以下是关于金属晶体结构的详细解析。
一、金属晶体结构的基本特点
构成微粒：金属晶体由金属阳离子和自由电子（即金属的价电子）构成。这些自由电子在金属晶格中自由移动，形成了所谓的“电子气”。
结合方式：金属原子之间通过金属键相结合。金属键是金属阳离子和自由电子之间的强相互作用，它没有方向性和饱和性，使得金属晶体具有独特的物理和化学性质。
二、金属晶体结构的主要类型
1.面心立方结构（FCC）
特点：在这种结构中，每个原子的8个角上以及每个面的中心都有一个原子。这种结构具有最高的密堆积率（约74%），使得金属具有良好的塑性和导电性。
代表金属：金、银、铜等贵金属以及铝、镍等常见金属。
2.体心立方结构（BCC）特点：在这种结构中，每个原子的每个角上有一个原子，同时在晶胞的中心位置也有一个原子。体心立方结构的密堆积率相对较低（约68%），使得金属的硬度相对较高。代表金属：铁（在特定条件下，如α-Fe）、钼、钨、钒等。3.密排六方结构（HCP）特点：密排六方结构是一种中高级晶系，它以每个六角旁边存在的三个原子为基础，逐层堆积形成。这种结构也具有较高的密堆积率，使得金属材料具有良好的塑性和导热性。代表金属：钴、锌、镁等。
三、金属晶体结构的实际应用
金属晶体结构的类型对金属材料的性能和应用具有重要影响。例如，面心立方结构的金属通常具有良好的导电性和塑性，适用于制造电线、电缆和需要良好塑性的零件；体心立方结构的金属则具有较高的硬度和强度，适用于制造刀具、模具等需要承受高应力的零件；而密排六方结构的金属则具有独特的物理和化学性质，如优异的耐腐蚀性，适用于制造化工设备和海洋工程等领域的零件。
四、金属晶体结构的复杂性
需要指出的是，上述金属晶体结构模型都是最简单的理想情况。在实际晶体中，原子排列往往存在大量的缺陷和位错，这些缺陷和位错对金属材料的性能产生重要影响。此外，多晶体内还会存在大量的晶界，这些晶界也是影响金属材料性能的重要因素之一。综上所述，金属的晶体结构是金属原子在三维空间中通过特定排列方式形成的结构，它决定了金属的物理和化学性质。了解金属晶体结构对于优化金属材料的性能、开发新型金属材料具有重要意义。

CO2和SiO2是同族元素的氧化物，分子式（其实是最简式）写法相似，但性质却完全不同，熔点相差很大，这是由于它们分属不同的晶体，固体结构完全不同。我们把聚集状态是固态的物质称为固体，固体具有一定的体积、一定的形状。如果将气体温度降低，它会凝结成液体，如果将液体继续降温，液体就会凝固成固体。根据固态物质的结构和性质，可将其分为晶体和非晶体。天然和合成的无机固态物质多为晶体。晶体具有规则的几何外形（即使有些晶体已被碎成粉末，但在显微镜下仍可看到规则外形）、确定的熔点和各向异性等特点。晶体的外形是晶体内部结构的反映，是构成晶体的质点（离子、分子或原子）在空间有一定规律的点上排列的结果。晶体的各向异性指由于晶格各个方向排列的质点的距离不同，而带来晶体各个方向上的物理性质也不一定相同。如云母的剥离性（容易沿某一平面剥离的现象）就不相同，又如石墨在与层垂直的方向上的电导率为与层平行的方向上的电导率的1/104。非晶体（如玻璃、沥青、松香等）也叫做无定形物质。它们没有固定的熔点，只有软化的温度范围。温度升高时，它慢慢变软，直到最后成为流动的熔融体。只有内部微粒具有严格的规则结构的物质才是各向异性的，所以无定形物质都是各向同性的。晶体的种类繁多，各种晶体都有它自己的晶格。若按晶体内部微粒的组成和相互间的作用力来划分，可分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等四种基本类型的晶体。它们之间最显著的区别是晶体中微粒间作用力的不同，这将直接影响晶体的性质。
1.离子晶体的结构特点：在离子晶体的晶格结点（在晶格上排有微粒的点）上交替地排列着正离子和负离子，在正、负离子间有静电引力（离子键）作用着。离子键由于没有方向性和饱和性，在空间条件许可的情况下，各离子将尽可能吸引较多的异号离子，以降低体系能量。就氯化钠晶体来说（见下图），化学式NaCl只表示氯化钠晶体中Na+离子数和Cl-离子数的比例是1∶1，并不表示1个氯化钠分子的组成。在离子晶体中并没有独立存在的小分子，但习惯上仍把NaCl叫做氯化钠晶体的分子式。

2.共价晶体的结构特点在共价晶体的晶格结点上排列着原子，原子之间的作用力是共价键。以典型的金刚石共价晶体为例（见下图）。每个C原子能形成4个sp3杂化轨道，可以和4个C原子形成共价键，组成正四面体。晶体中原子间均以共价键相连结，晶体中不存在简单的小分子，整个晶体可看成是一个巨大分子。

3.分子晶体的结构