① 晶體的性質與特點是
晶體分為離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體.各種晶體的性質也有不同.
2)晶體類型及性質比較
晶體類型
離子晶體
原子晶體
分子晶體
組成晶體的粒子
陽離子和陰離子
原子
分子
組成晶體粒子間的相互作用
離子鍵
共價鍵
范德華力(有的還有氫鍵)
典型實例
NaCl
金剛石、晶體硅、SiO2、SiC
冰(H2O)、乾冰(CO2)
晶
體
的
物
理
特
性
熔點、沸點
熔點較高、沸點高
熔、沸點高
熔、沸點低
導熱性
不良
不良
不良
導電性
固態不導電,熔化或溶於水能導電
差
差
機械加工
性能
不良
不良
不良
硬度
略硬而脆
高硬度
② 晶體的物理性質
1、長程有序:晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。
2、均勻性:晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。
3、各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。
4、對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。
5、自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。
6、解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。
7、最小內能:成型晶體內能最小。
8、晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。
③ 晶體與非晶體在外形和物理性質上有什麼區別
外形上
:(1)晶體有整齊規則的幾何外形;
物理性質上
:(2)晶體有固定的熔點,在熔化過程中,溫度始終保持不變;
其他
:
(3)晶體有各向異性的特點。
晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體,具有長程有序,並成周期性重復排列。
非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重復排列的固體,具有近程有序,但不具有長程有序。如玻璃。外形為無規則形狀的固體。
晶體和非晶體所以含有不同的物理性質,主要是由於它的微觀結構不同。
④ 晶體有哪些物理性質
1、自限性:晶體具有自發形成幾何多面體形態的性質,這種性質成為自限性。
2、均一性和異向性:因為晶體是具有格子構造的固體,同一晶體的各個部分質點分布是相同的,所以同一晶體的各個部分的性質是相同的,此即晶體的均一性;同一晶體格子中,在不同的方向上質點的排列一般是不相同的,晶體的性質也隨方向的不同而有所差異,此即晶體的異向性。
3、最小內能與穩定性:晶體與同種物質的非晶體、液體、氣體比較,具有最小內能。晶體是具有格子構造的固體,其內部質點作規律排列。這種規律排列的質點是質點間的引力與斥力達到平衡,使晶體的各個部分處於位能最低的結果。
⑤ 晶體的特點是什麼
1、長程有序:晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。
2、均勻性:晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。
3、各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。
4、對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。
5、自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。
6、解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。
7、最小內能:成型晶體內能最小。
8、晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。
(5)晶體在物理性質上有什麼特點擴展閱讀:
有四種主要的晶體鍵。離子晶體由正離子和負離子構成,靠不同電荷之間的引力(離子鍵)結合在一起。氯化鈉是離子晶體的一例。原子晶體(共價晶體)的原子或分子共享它們的價電子(共價鍵)。鑽石、鍺和硅是重要的共價晶體。
金屬晶體是金屬的原子變為離子,被自由的價電子所包圍,它們能夠容易地從一個原子運動到另一個原子,可形象的描述為沉浸在自由電子的海洋里(金屬鍵)。當這些電子全在同一方向運動時,它們的運動稱為電流。分子晶體的分子完全不分享它們的電子。
它們的結合是由於從分子的一端到另一端電場有微小的變動。因為這個結合力很弱(范德華力和氫鍵),這些晶體在很低的溫度下就熔化,且硬度極低。典型的分子結晶如固態氧和冰。
在離子晶體中,電子從一個原子轉移到另一個原子。共價晶體的原子分享它們的價電子。金屬原子的一端有少量的負電荷,另一端有少量的正電荷。一個弱的電引力使分子就位。
用來製作工業用的晶體的技術之一,是從熔液中生長。籽晶可用來促進單晶體的形成。在這個工序里,籽晶降落到裝有熔融物質的容器中。籽晶周圍的熔液冷卻,它的分子就依附在籽晶上。這些新的晶體分子承接籽晶的取向,形成了一個大的單晶體。
⑥ 「晶體」有哪些特性
1.長程有序:晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。
2.均勻性:晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。
3.各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。
4.對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。
5.自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。
6.解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。
7.最小內能:成型晶體內能最小。
8.晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。
晶體(crystal)即是物質的質點(分子、原子、離子)在三維空間作有規律的周期性重復排列所形成的物質。從宏觀上看,晶體都有自己獨特的、呈對稱性的形狀,如食鹽呈立方體;冰呈六角稜柱體;明礬呈八面體等。晶體在不同的方向上有不同的物理性質,如機械強度、導熱性、熱膨脹、導電性等,稱為各向異性。
晶體有固定的熔化溫度—熔點(或凝固點)。晶體的分布非常廣泛,自然界的固體物質中,絕大多數是晶體。氣體、液體和非晶物質在一定的合適條件下也可以轉變成晶體。
⑦ 晶體有哪些特性
1.長程有序:晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。
2.均勻性:晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。
3.各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。
4.對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。
5.自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。
6.解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。
7.最小內能:成型晶體內能最小。
8.晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。
⑧ 晶體一般都具有什麼的特點
1,晶體一般的特點是什麼 點陣和晶體的結構有何關系
答:(1)晶體的一般特點是:
a ,均勻性:指在宏觀觀察中,晶體表現為各部分性狀相同的物體
b ,各向異性:晶體在不同方向上具有不同的物理性質
c ,自范性:晶體物質在適宜的外界條件下能自發的生長出晶面,晶棱等幾何元素所組成凸多面體外形
d ,固定熔點:晶體具有固定的熔點
e, 對稱性:晶體的理想外形,宏觀性質以及微觀結構都具有一定的對稱性
(2)晶體結構中的每個結構基元可抽象成一個點,將這些點按照周期性重復的方式排列就構成了點陣.
點陣是反映點陣結構周期性的科學抽象,點陣結構是點陣理論的實踐依據和具體研究對象,它們之間存在這樣一個關系:
點陣結構=點陣+結構基元
點陣=點陣結構-結構基元
2,下圖是一個伸展開的聚乙烯分子,其中C-C化學鍵長為1.54 .試根據C原子的立體化學計算分子的鏈周期.
答:因為C原子間夾角約為109.5°,所以
鏈周期=2×1.54 ×sin(109.5°/2)=2.51
鏈周期:2個C,2個C-C鍵.
3,由X射線法測得下列鏈型高分子的周期如下,試將與前題比較思考並說明其物理意義.
答:由題中表格可知,聚乙烯醇的鏈周期為2.52 ,比聚乙烯略大,原因可能是-OH體積比H大,它的排斥作用使C原子間夾角變大,因而鏈周期加長,但鏈周期仍包含兩個C原子;
聚氯乙烯的鏈周期為5.1 ,是聚乙烯鏈周期的兩倍多,這說明它的鏈周期中包含四個C原子,原因是原子的半徑較大Cl原子為使原子間排斥最小,相互交錯排列,其結構式如上圖.
聚偏二氯乙烯鏈周期為4.7 比聚乙烯大的多,而接近於聚氯乙烯的鏈周期為5.1 ,可知鏈周期仍包含4個C原子.周期縮短的原因是由於同一個C原子上有2個Cl原子,為使排斥能最小它們交叉排列,即每個Cl原子在相鄰2個Cl原子的空隙處.這樣分子鏈沿C-C鍵的扭曲縮小了鏈周期.
4.石墨分子如圖所示的無限伸展的層形分子請從結構中引出點陣結構單位來,已知分子中相鄰原子間距為1.42 ,請指出正當結構單位中基本向量a和b的長度和它們之間的夾角.每個結構單位中包括幾個碳原子 包括幾個C-C化學鍵
解:點陣結構單元為,
2×1.42 ×sin(120°/2)=2.41
基本向量長度2.41 ,基本向量之間夾角120 ,每個結構單元中包含2個碳原子,包含三個C-C化學鍵.
5.試敘述劃分正當點陣單位所依據的原則.平面點陣有哪幾種類型與型式 請論證其中只有矩形單位有帶心不帶心的兩種型式,而其它三種類型只有不帶心的型式
答:劃分正當點陣單位所依據的原則是:在照顧對稱性的條件下,盡量選取含點 陣點少的單位作正當點陣單位.平面點陣可劃分為四種類型,五種形式的正當平面格子:正方,六方,矩形,帶心矩形,平行四邊形.
(a)若劃分為六方格子中心帶點,破壞六重軸的對稱性,實際上該點陣的對稱性屬於矩形格子.(b)(c)分別劃分為正方帶心和平行四邊形帶心格子時,還可以劃分成更小的格子.(d)如果將矩形帶心格子繼續劃分,將破壞直角的規則性,故矩形帶心格子為正當格子.
6.什麼叫晶胞,什麼叫正當晶胞,區別是什麼
答:晶胞即為空間格子將晶體結構截成的一個個大小,形狀相等,包含等同內容的空間基本單位(平行六面體).
在照顧對稱性的條件下,盡量選取含點陣點少的單位作正當點陣單位,相應的晶胞叫正當晶胞.
7.試指出金剛石,NaCl,CsCl晶胞中原子的種類,數目及它們所屬的點陣型式.
答:
8.四方晶系的金紅石晶體結構中,晶胞參數為a=b=4.58 ,c=2.98 ,α=β=γ=90 ,求算坐標為(0,0,0)處的Ti原子到坐標為(0.31,0.31,0)處的氧原子間的距離.
解:根據晶胞中原子間距離公式
d=[(x1-x2)2 ·a+(y1-y2)2 ·b+(z1-z2)2 ·c]1/2,
得:
d=[(0.31-0)2 ·a +(0.31-0)2 ·a +(0-0)2 ·c]1/2
=0.31 ·21/2 ·4.58
=2.01
結構基元:
2A-4B
每個晶胞中有
1個結構基元
點陣型式:
四方P
9.什麼叫晶面指標,標出下圖所示點陣單位中各陰影面的晶面指標.
答:晶面指標(hkl)是平面點陣面在三個晶軸上的倒易截數之比,它是用來標記一組互相平行且間距相等的平面點陣面與晶軸的取向關系的參數.
10.晶面交角守恆是指什麼角守恆,為何守恆 晶面的形狀和大小為什麼不守恆 晶體外形一般受那些因素的影響
答:晶面交角守恆定律,即是同一種晶體的每兩個相應界面間的夾角保持恆定不變的數值,若對應各相應的晶面分別引法線,則每兩條法線之間的夾角(晶面夾角)也必為一個常數.
晶面交角守恆定律是在1669年首先由斯蒂諾發現後經過其他學者反復實測,驗證,直至18世紀80年代才最後確定下來的.這一規律完全是由晶體具有點陣結構這一規律決定的.
因為晶體的大小和形狀不僅受內部結構的制約,還受外部因素的影響,所以晶面的形狀和大小是不守恆的.
一般說來,晶體外形除了其內部結構制約,在一定程度上還受到外因,如溫度,壓力,濃度和雜質的影響.
11.論證在晶體結構中不可能存在五重旋轉軸.
設晶體中有一個n次螺旋軸通過O點,根據對稱元素取向定理,必有點陣面(屏幕所在平面,包含A',O,A,B',B各點)與n重軸垂直.而其中必有與n重軸垂直的素向量,將該素向量作用於O點平移得到A'點(點陣定義).設n重旋轉軸的基轉角2π/n,則L(2π/n)與L(-2π/n)必能使點陣復原(旋轉軸定義).這就必有點陣B與B',如圖所示.
⊙
由圖可以看出BB'必平行於AA',即:BB'//AA',則:向量BB'屬於素向量為a平移群,那麼:
BB'=ma m=0,±1, ±2,…
BB'=| BB'|=2| OB|cos(2π/n)
即: ma=2acos(2π/n)
m/2=cos(2π/n)
而: |cos(2π/n)|≤1
即: |m|/2≤1,或|m|/2≤2
即有: m=0,±1, ±2
m的取值與n的關系如下表:
由上表可知,晶體結構中不可能存在五重旋轉軸.並且不可能存在高於六次的對稱軸.
12,有A,B,C三種晶體,分別屬於C2v,C2h,D2d群.它們各自的特徵元素是什麼,屬於什麼晶系,晶胞參數間的關系如何 各種晶體可能具有什麼樣的點陣形式(注:page 33-34.七大晶系及32個點群.)
答:C2v :正交晶系,a≠b≠c,α=β=γ=900,oP, oC,oI,oF,3個垂直的2 or 2個垂直的m
C2h :單斜晶系 a≠b≠c α=γ=900≠β mP, mC (mA, mB), 2 or m
D2d :四方晶系 a=b≠c α=β=γ=900 tP, tI ,4 or 4重反軸
13,為什麼l4種點陣型式中有正交底心,而無四方底心,也沒有立方底心型式
答:
立方底心型式會破壞立方體對角線上三重軸的對稱性,不再滿足立方晶系特徵對稱元素的需要,所以無立方底心型式.
四方底心型式則可以劃分為更小的簡單格子,且仍保持四重對稱軸的對稱性,所以無四方底心型式.
而正交底心型式劃分為更小的簡單格子時,將破壞其α=β=γ=900的規則性,所以要保留正交底心型式.
14,為什麼有立方面心點陣而無四方面心點陣
答:因為立方面心點陣若取成素晶胞,不再滿足立方晶系4個三重軸的特徵對稱元素的需要.而四方面心點陣可取成更簡單的四方體心格子,所以沒有四方面心點陣.
=
15.某一晶體的點陣型式具有三個互相垂直的四重軸,對稱面,對稱中心, 而此晶體卻無4重對稱軸,無對稱面和對稱中心, 問此晶體屬於何點群 簡述推理過程.
答:
由於有一個以上的高次軸,應屬於立方群.
該晶體點陣型式有三個四重軸,而晶體無4重軸,所以該點陣對稱性降低,具有C3軸,
又晶體無對稱面和對稱中心,所以具有C2軸.
綜上分析此晶體屬於T點群.
16.請說明下列空間群國際記號的含義.
答"–"前面的是熊夫利斯記號,
"–"後面的是國際記號.
17,什麼是晶體衍射的兩個要素 它們與晶體結構有何對應關系 晶體衍射兩要素在衍射圖上有何反映
答:
晶體衍射的兩個要素:衍射方向和衍射強度
對應關系,圖上反映:
晶胞大小,形狀 衍射方向 衍射(點,峰)的位置
晶胞內原子種類和位置 衍射強度 衍射點(線)的黑度,寬度峰的高度,高度
12,闡明勞埃方程各符號的物理意義,並說明為何攝取勞埃圖時需用白色射線,而在用單色特徵射線攝取單晶回轉圖時,需使晶體沿一晶軸旋轉
a,b,c為空間點陣中三個互不平行的基本向量的大小
α0,β0,γ0分別為三個方向上的X射線入射角
α,β,γ分別為三個方向上的衍射角
h,k,l 為一組整數,稱為衍射指標,分別表示在三個晶軸方向上波程差所含的波數
λ為波長
式中 h,k,l = 0,±1, ±2,…
α,β,γ三個角度不是彼此完全獨立的,他們之間還存在一定的函數關系.這個關系連同勞埃方程共有4個方程,聯系3個未知變數,一般得不到確定解.欲得確定解,即欲得衍射圖,必須增加變數.
兩種途徑可達到此目的:
一是晶體不動,採用多種波長混合的"白色"X射線,即X射線的波長λ在一定范圍內發生變化,攝取勞埃圖的勞埃照相法就是採用此法;
二是採用單色X射線而使晶體轉動,即改變α0,β0,γ0的一個或兩個,回轉晶體法就是採用這種方法.
單晶衍射實驗方法有多種,如照相法中就有勞埃法,回轉(或回擺法),旋進法,魏森堡法等等,但無論什麼方法,它們根本的理論依據都是勞埃方程和布拉格方程.
13,明礬有八面體的理想外形,現在想用勞埃圖來證明它確為立方晶體,考慮一下工作進行的大致步驟如何
答:勞埃法為晶體不動,用多色X-光照射,平板底片與X-射線垂直.沿其理想外形的3個四重軸方向分別攝像,分析底片上衍射點的對稱性,若每個方向均存在四重軸可證明明礬為立方晶體.
17. 論證具有面心點陣的晶體,其指標hkl奇偶混雜的衍射,強度一律為零.
(解題分析:因為hkl奇偶混雜,故可能為兩偶一奇,或者兩奇一偶,則h+k,k+l,h+l中都是一個偶數,兩個奇數.則,下式中cosπ(h+l),cosπ(k+l),cosπ(h+k)中有兩個是-1,一個是1.故,下式=0 ,所以,題述結論成立,消光存在.)
答:對面心晶體,可知,在(0,0,0),(0,1/2,1/2),(1/2,0,1/2),(1/2,1/2,0)處有相同的原子.f1=f2=f3=f4=f,
18. 論證具有體心點陣的晶體,指標 h+k+l=奇數的衍射其結構振幅|Fhkl|=0.
答:對體心晶體,可知,在(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)處有相同原子.
19. 論證晶體在a方向上有二重螺旋軸時,則h=奇數的結構振幅|Fh00|=0.
答:對具有21二重螺旋軸的點陣,在(x,y,z)和(x+1/2,-y,-z)有相同的原子.則 :
故存在消光現象.
x
20,甲基尿素CH3NHCONH2(正交晶系)只在下列衍射中出現系統消光:h00 中h=奇;0k0中k=奇;00l中l=奇,查表確定:(1)點陣型式,(2)有無滑移面存在 (3)有無螺旋軸存在 (4)確定空間群.
從表中可看出:
點陣型式引起 hkl型衍射系統消光;
滑移面引起hk0型衍射系統消光;
螺旋軸引起h00型衍射系統消光.
hkl衍射無系統消光,故為素格子.點陣型式為簡單正交.
0kl, h0l ,hk0衍射無系統消光,故沒有滑移面 .
只有h00衍射中h = 奇數,0k0衍射中k = 奇數,00l中l=奇時有系統消光,即: a,b,c三個方向有21螺旋軸
對應表檢索:尿素為正交晶系,其空間群為
21,已知某立方晶系的晶體密度 =2.16克/厘米3,化學式量58.5,用λ=1.542 的單色X射線,直徑57.3毫米的粉末照相機,攝取了一張粉末圖,從圖上量得衍射220的一對粉末弧線間距2l=22.3毫米.求晶胞參數a及晶胞中按化學式為單位的"分子數"(結構基元數).
p.60
公式(1-3-7)
page55公式
page55公式
由粉末圖計算衍射角
(1),由公式4θ=2L/R×180/ ,可求得出 每個衍射環所對應的衍射角θ=L/2R×180/ ,並根據下式,計算其分別對應的sin2θ值,均列於後表.
22.用Cu靶的K ( =0.1542nm)和直徑為57.3nm的照相機拍攝鎢的粉末圖.從X射線的出口處順次量取衍射環線離出口的距離l.試確定①鎢的點陣型式,②晶體常數以及③每個晶胞中所含原子的數目(已知鎢的密度=19.3g·cm-3).(P.55圖)
76.69
65.58
57.46
50.32
48.51
36.60
29.18
20.13
L/mm
8
7
6
5
4
3
2
1
線號
注:P.61頁:立方晶系衍射角θ,衍射指標hkl和晶胞常數a的關系
所以若以第一條或第二條衍射線的sin2θ的值去除其它各線的sin2θ值,根據比值即可求出和各線相對應的一套整數,由於衍射指標都是簡單整數,而(λ/2a)是常數,這套整數即為可能的平方和(h2+k2+l2)的比值.
Sin2θ=(λ/2a)2·(h2+k2+l2)
根據系統消光的要求,對立方晶系,不同點陣型式(簡單點陣P,體心點陣I,面心點陣F)可能出現的(h2+k2+l2)平方和為:
∵實際比值是2:4:6:8:10:12:14:16(不缺),∴是立方體心(I)的點陣型式.
(2),Sin2θ=(λ/2a)2·(h2+k2+l2) (page 61公式)
得出:a=λ( h2+k2+l2) 1/2 /(2sinθ)
=1.542×(12+12+02)1/2/(2sin20.13)=3.17( )
所以晶體常數=3.17
(3),再由密度公式D=nM/VN0得出
n=DVN0/M=Da3N0/M
=19.3 ×(3.17 ×10-8) 3×6.02×1023/183.85=2
即每個晶胞中所含原子的數目是2
有了平方和就容易得到衍射指標了.例如: (h2+k2+l2)平方和為2(立方體心中最小的平方和),其衍射指標hkl三個中,必然有兩個為1,一個為0,才能保證平方和為2.故將題目所給表中的第一個衍射線,經它計算的最小衍射角,代人公式:
23. 尿素的規則外形如圖:
(1)確定尿素(NH2CO-NH2)所屬點群及晶系.
(2) 在 方向,2方向和m的法線方向上,拍了三張回轉圖,計算得到相應直線點陣周期分別為4.73,5.67及8.02,寫出晶胞參數.
(3) 測得尿素晶體密度 =1.335g/cm3,計算晶胞中的分子數目.
(4) 對衍射圖進行指標化後,發現只有h00衍射中h = 奇數,0k0衍射中k = 奇數,有系統消光,據此判斷晶體的點陣型式,並寫出空間群的國際符號.
(5) 計算衍射112,121,211的布拉格角(λ= 1.5418 ).
(6) 設粉末照相機半徑為5cm,推算尿素粉末圖上述衍射所對應的粉末弧線2 l長.
解:
⑴,尿素所屬點群為D2d
(類似丙二烯分子).
⑵,晶胞參數為:
a=b=5.67 (2); c=4.73 ( )
⑶,Z= ×V×No/M
=1.335×(5.76×5.76×4.73) ×(10-8)3×(6.02×1023)/60
=2
晶胞中原子的數目為2.
四方晶系 a=b≠c α=β=γ=900 ,4 or 4重反軸
5.67
4.01
⑷,簡單四方點陣
已知只有h00衍射中h = 奇數,0k0衍射中k = 奇數,有系統消光,即hkl衍射無系統消光,故為素格子.另如尿素為體心四方點陣,則當h+k+l=奇數時,出現系統消光.那麼,對00l型衍射l為奇數時亦有消光;但實際沒有出現消光,說明它不是體心點陣,而是簡單四方點陣.
推導過程如下: ∵
c方向上有四重反軸
h00衍射中,h=奇數時出現系統消光,則在平行於a方向上有21螺旋軸
在垂直於a+b方向,如有c滑移面(00l消光),應在003,005等衍射方向有消光現象,但實際沒有,所以沒有c滑移面.只有對稱面m.
空間群的國際符號為:
⑸,公式sin2θ=(λ/2a)2(h2+k2+l2)
對112衍射,sin2θ112=(1.5418/2×5.76)2(12+12+22)
θ=22.21o
對121衍射,sin2θ121=(1.5418/2×5.76)2(12+22+12)
θ=20.17o
對211衍射,sin2θ211=(1.5418/2×5.76)2(22+12+12)
θ=20.17o
(6) ,公式4θ=(2L×180)/(R× )
2L112=(4θ×R )/180=(4×22.21×5× )/180=7.751cm
2L121=(4θ×R )/180=(4×20.17×5× )/180=7.039cm
2L211=(4θ×R )/180=(4×20.17×5× )/ 180=7.039cm
⑨ 「晶體」有哪些特性
1.長程有序:晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。
2.均勻性:晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。
3.各向異性:晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。
4.對稱性:晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。
5.自限性:晶體具有自發地形成封閉幾何多面體的特性。
6.解理性:晶體具有沿某些確定方位的晶面劈裂的性質。
7.最小內能:成型晶體內能最小。
8.晶面角守恆:屬於同種晶體的兩個對應晶面之間的夾角恆定不變。
(9)晶體在物理性質上有什麼特點擴展閱讀:
有四種主要的晶體鍵。離子晶體由正離子和負離子構成,靠不同電荷之間的引力(離子鍵)結合在一起。氯化鈉是離子晶體的一例。原子晶體(共價晶體)的原子或分子共享它們的價電子(共價鍵)。鑽石、鍺和硅是重要的共價晶體。
金屬晶體是金屬的原子變為離子,被自由的價電子所包圍,它們能夠容易地從一個原子運動到另一個原子,可形象的描述為沉浸在自由電子的海洋里(金屬鍵)。當這些電子全在同一方向運動時,它們的運動稱為電流。分子晶體的分子完全不分享它們的電子。
它們的結合是由於從分子的一端到另一端電場有微小的變動。因為這個結合力很弱(范德華力和氫鍵),這些晶體在很低的溫度下就熔化,且硬度極低。典型的分子結晶如固態氧和冰。
在離子晶體中,電子從一個原子轉移到另一個原子。共價晶體的原子分享它們的價電子。金屬原子的一端有少量的負電荷,另一端有少量的正電荷。一個弱的電引力使分子就位。
用來製作工業用的晶體的技術之一,是從熔液中生長。籽晶可用來促進單晶體的形成。在這個工序里,籽晶降落到裝有熔融物質的容器中。籽晶周圍的熔液冷卻,它的分子就依附在籽晶上。這些新的晶體分子承接籽晶的取向,形成了一個大的單晶體。
⑩ 從物理性質來看,晶體與非晶體的最基本的特徵是什麼
1.晶體與非晶體最本質的區別是什麼?准晶體是一種什麼物態?
答:晶體和非晶體均為固體,但它們之間有著本質的區別。晶體是具有格子構造的固體,即晶體的內部質點在三維空間做周期性重復排列。而非晶體不具有格子構造。晶體具有遠程規律和近程規律,非晶體只有近程規律。准晶態也不具有格子構造,即內部質點也沒有平移周期,但其內部質點排列具有遠程規律。因此,這種物態介於晶體和非晶體之間。
2.在某一晶體結構中,同種質點都是相當點嗎?為什麼?
答:晶體結構中的同種質點並不一定都是相當點。因為相當點是滿足以下兩個條件的點:a.點的內容相同;b.點的周圍環境相同。同種質點只滿足了第一個條件,並不一定能夠滿足第二個條件。因此,晶體結構中的同種質點並不一定都是相當點。
3.從格子構造觀點出發,說明晶體的基本性質。
答:晶體具有六個宏觀的基本性質,這些性質是受其微觀世界特點,即格子構造所決定的。現分別敘述:
a.自限性 晶體的多面體外形是其格子構造在外形上的直接反映。晶面、晶棱與角頂分別與格子構造中的面網、行列和結點相對應。從而導致了晶體在適當的條件下往往自發地形成幾何多面體外形的性質。
b.均一性 因為晶體是具有格子構造的固體,在同一晶體的各個不同部分,化學成分與晶體結構都是相同的,所以晶體的各個部分的物理性質與化學性質也是相同的。
c.異向性 同一晶體中,由於內部質點在不同方向上的排布一般是不同的。因此,晶體的性質也隨方向的不同有所差異。
d.對稱性 晶體的格子構造本身就是質點周期性重復排列,這本身就是一種對稱性;體現在宏觀上就是晶體相同的外形和物理性質在不同的方向上能夠有規律地重復出現。
e.最小內能性 晶體的格子構造使得其內部質點的排布是質點間引力和斥力達到平衡的結果。無論質點間的距離增大或縮小,都將導致質點的相對勢能增加。因此,在相同的溫度條件下,晶體比非晶體的內能要小;相對於氣體和液體來說,晶體的內能更小。