《如何制备单晶》PPT课件

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1、引言我们吃的盐是氯化钠的结晶，味精是谷氨酸钠的结晶，冬天窗户玻璃上的冰花和天上飘下的雪花，是水的结晶。我们可以这样说：“熠熠闪光的不一定是晶体，朴实无华、不能闪光的未必就不是晶体”。每家厨房中常见的砂糖、碱是晶体，每个人身上的牙齿、骨骼是晶体，工业中的矿物岩石是晶体，日常见到的各种金属及合金制品也属晶体，就连地上的泥土砂石都是晶体。我们身边的固体物质中，除了常被我们误以为是晶体的玻璃、松香、琥珀、珍珠等之外，几乎都是晶体。晶体离我们并不遥远，它就在我们的日常生活中。通常讲话中的“晶体”常指一个具有显著的

2、平的表面的固体，如：一块经切割过的宝石。但对于科学研究者来说，晶体是具有明确的、长程的、三维分子有序度的固体。是否所有固体都是晶态的？我们都知道物质的形态分为：气体、液体、固体但不是所有的固体都是晶态。固体分为：晶体、非晶体、和准晶体三大类晶体：原子呈周期性排列的固体物质如食盐、糖、矿石等等非晶体：原子呈无序排列的固体物质。如玻璃、松香、琥珀、珍珠。准晶体：介于有序和无序之间的固体物质。如一些急冷凝固的合金Al65Cu23Fe12、Al70Pd21Mn9。晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性，在结晶过

3、程中，在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体（列外如：液晶）。晶体有三个特征：(1)晶体有整齐规则的几何外形；(2)晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变；(3)晶体有各向异性的特点。晶体的分类晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。如食盐、金刚石、干冰和各种金属等。晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别。在实际中还存在混合型晶体。离子晶体离子晶体是由阴、阳离子组成的，离子间的相互作用是较强烈的离子键

4、。离子晶体的代表物主要是强碱和多数盐类。离子晶体的结构特点是：晶格上质点是阳离子和阴离子；晶格上质点间作用力是离子键，它比较牢固；晶体里只有阴、阳离子，没有分子。离子晶体的性质特点，一般主要有这几个方面：有较高的熔点和沸点，因为要使晶体熔化就要破坏离子键，离子键作用力较强大，所以要加热到较高温度。硬而脆。多数离子晶体易溶于水。离子晶体在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。原子晶体原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体

5、的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂，多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料。原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC、B等。对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。且原子晶体的熔沸点一般要比分子晶体

6、和离子晶体高。分子晶体分子晶体分子间以范德华力相互结合形成的晶体。大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸

7、点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。金属晶体晶格结点上排列金属原子-离子时所构成的晶体。金属中的原子-离子按金属键结合，因此金属晶体通常具有很高的导电性和导热性、很好的可塑性和机械强度，对光的反射系数大，呈现金属光泽，在酸中可替代氢形成正离子等特性。主要的结构类型为立方面心密堆积、六方密堆积和立方体心密堆积三种（见金属原子密堆积）。金属晶体的物理性质和结构特点都与金属原子之间主要靠金属

8、键键合相关。金属可以形成合金，是其主要性质之一。由金属键形成的单质晶体。金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、铝、铁和铜等。金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子，金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起，金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键，自由电子在整个晶体中自由运动，金属具有共同的特性，如金属有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良好的延展性和机械强度。大多数金属具有较高的熔点和硬度，金属晶体中，金属离子排列越紧密