课外拓展



一、离子晶体中离子配位数

  与中心离子(或原子)直接成键的离子(或原子)称为配位离子(或原子)。配位离子(或离子)的数目称为配位数,如氯化钠晶体中,钠和氯的配位数都是6。离子晶体是通过离子键结合而成的,离子键的一个特点是没有方向性。离子是一个带电的质点(近似地认为是球体),根据静电学理论,它在各个方向上的静电效应是等同的。离子键的另一特点是没有饱和性,只要离子附近空间条件允许,每一个离子就有可能吸引尽量多的带相反电荷的离子。虽然离子键没有饱和性,但是离子的配位数并不是任意的。事实上,离子晶体中每种离子都有一定的配位数。

  因为离子键没有方向性,所以离子的电荷不影响配位数。阴、阳离子的半径比值(r+/r-)影响配位数的多少,半径大小比值越大,配位数就越大。

配位数

4

6

8

半径比

0.2~0.4

0.4~0.7

0.7~1.0

物质举例

ZnS

NaCl

CaCl

  此外,化合物的组成比,也是影响配位数的一个重要因素。

二、判断晶体类型的方法

1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用判断

  离子晶体的微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键;原子晶体的微粒是原子,质点间的作用是共价键;分子晶体的微粒是分子,质点间的作用为分子间作用力即范德华力;金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子,质点间的作用是金属键。

2、依据物质的分类判断

  金属氧化物(如K2O、Na2O2等),强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体:大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体;常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等;金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。

3、依据晶体的熔点判断

  离子晶体的熔点较高,常在数百至1000℃;原子晶体熔点高,常在1000℃至几千度;分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。

4、依据导电性能判断

  离子晶体水溶液及熔化时能导电;原子晶体一般为非导体,石墨能导电。分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电;金属晶体是电的良导体。

5、依据硬度和机械性能判断

  离子晶体硬度较大或较略硬而脆。原子晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。

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