1. 晶体有哪几种类型
离子晶体,原子晶体,分子晶体和金属晶体
离子晶体
离子间通过离子键结合形成的晶体。在离子晶体中,阴、阳离子按照一定的格式交替排列,具有一定的几何外形,例如NaCl是正立方体晶体,Na+离子与Cl-离子相间排列,每个Na+离子同时吸引6个Cl离子,每个Cl-离子同时吸引6个Na+。不同的离子晶体,离子的排列方式可能不同,形成的晶体类型也不一定相同。离子晶体中不存在分子,通常根据阴、阳离子的数目比,用化学式表示该物质的组成,如NaCl表示氯化钠晶体中Na+离子与Cl-离子个数比为1∶1, CaCl2表示氯化钙晶体中Ca2+离子与Cl-离子个数比为1∶ 2。
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。离子晶体具有较高的熔、沸点,常温呈固态;硬度较大,比较脆,延展性差;在熔融状态或水溶液中易导电;大多数离子晶体易溶于水,并形成水合离子。离子晶体中,若离子半径越小,离子带电荷越多,离子键越强,该物质的熔、沸点一般就越高,例如下列三种物质,其熔沸点由低到高排列的顺序为,KCl<NaCl<MgO。
由正、负离子或正、负离子集团按一定比例组成的晶体称作离子晶体。离子晶体中正、负离子或离子集团在空间排列上具有交替相间的结构特征,离子间的相互作用以库仑静电作用为主导。离子晶体整体上的电中性,决定了晶体中各类正离子带电量总和与负离子带电量总和的绝对值相当,并导致晶体中正、负离子的组成比和电价比等结构因素间有重要的制约关系。离子晶体有二元离子晶体、多元离子晶体与有机离子晶体等类别。几乎所有的盐类和很多金属氧化物晶体都属离子晶体,例如食盐、氟化钙、二氧化钡等。
原子晶体
相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构的晶体。凡靠共价键结合而成的晶体统称为原子晶体。例如金刚石晶体,是以一个碳原子为中心,通过共价键连接4个碳原子,形成正四面体的空间结构,每个碳环有6个碳原子组成,所有的C-C键键长为1.55×10-10米,键角为109°28′,键能也都相等,金刚石是典型的原子晶体,熔点高达3550℃,是硬度最大的单质。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。
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。
分子组成的物质,其溶解性遵守“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性的有机溶剂,例如NH3、HCl极易溶于水,难溶于CCl4和苯;而Br2、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质,可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。
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,因此一般金属晶体有良好的导电性、导热性、延展性和不透光性。
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,金属离子的半径越小、离子电荷越高,金属键越强,金属的熔、沸点越高。例如周期系IA族金属由上而下,随着金属离子半径的增大,熔、沸点递减。第三周期金属按Na、Mg、Al顺序,熔沸点递增。
根据中学阶段所学的知识。金属晶体都是金属单质,构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子(也就是金属的价电子)。
2. 请列出 晶体 和 非晶体 都有哪些 越多越好 越多越好 至少二十个
晶体有萘,海波,冰,各种金属(这就不只二十种了).
金刚石、石墨,一氧化碳,氧气,氯气,盐(化学定义上的).
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.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,几乎都是非晶体.
晶体没有固定熔点,用这个区别生活中的晶体和非晶体.
3. 合金是晶体为什么
先来看看什么是晶体:
晶体有三个特征:(1)晶体有一定的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)晶体有各向异性的特点。
组成晶体的结构粒子(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上,这些点群有一定的几何形状,叫做晶格。
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。
固态物质是否为晶体,一般可由X射线衍射法予以鉴定。
晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。
在实际中还存在混合型晶体。
合金满足晶体的三个特征条件,所以它是晶体。
合金就是一种金属晶体。
4. 请列出 晶体 和 非晶体 都有哪些 越多越好
晶体有萘,海波,冰,各种金属(这就不只二十种了)。
金刚石、石墨,一氧化碳,氧气,氯气,盐(化学定义上的)。
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。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,几乎都是非晶体。
晶体没有固定熔点,用这个区别生活中的晶体和非晶体。
5. 金属的晶体结构
根据原子在物质内部的排列方式,可将固态物质分为两大类:晶体,内部原子呈规则排列的物质。如固态金属;非晶体——内部原子无规则排列的物质。如松香、玻璃等。
金属的晶体结构:是指金属材料内部的原子的排列规律。它决定着材料的显微组织特性和材料的宏观性能。 金属键:金属原子间的结合键称为金属键。(带负电的自由电子与带正电的的金属正离子之间产生静电吸力,使金属原子结合在一起,这就是金属键结合的本质。金属特性:良好的导电性和导热性;强度高;具有塑性;
有固定熔点;各向异性。
金属键模型图,如图所示:
一、晶体结构的基本知识:
(一)基本概念
1、晶胞:晶格中能够代表晶格特征的最小几何单元。
2、晶格参数:晶体学中用来描述晶胞大小与形状的几何参数。包括晶胞的三个棱边长度a、b、c和三个棱边夹角α、β、γ。
3、晶格常数:决定晶胞大小的三个棱长a、b、c。
(二)金属中常见的晶格
1、体心立方晶格:晶格参数 a=b=c;α=β=γ
=90°;立方体八个角上各有一个原子,体心处有一个原子。每个晶胞中原子数为2=1/8×8+1。
属于体心立方晶格的常用金属:α铬、钨、钼、钒、α铁、β钛、铌等。
结构图如图所示:
2、面心立方晶格:晶格参数:a=b=c;α=β=γ=90°;晶胞的八个角上各有一个原子,立方体六个面的面心各有一个原子。每个晶胞中原子数为4=1/8×8+1/2×6
属于面心立方晶格的常用金属:γ铁、铝、铜、镍等。结构图如图所示:
3、密排六方晶格:晶格参数:a=b≠c;α=β=90°、γ=120°;每个晶胞中原子数为:6=1/6×12+1/2×2+3。
属于密排六方晶格的常用金属:镁、锌、铍、α钛、镉等。结构图如图所示:
(三)晶格的致密度
致密度=原子所占的总体积÷晶胞的体积
体心立方晶格的致密度=0.68,计算公式为:
面心立方晶格的致密度=0.74
密排六方晶格的致密度=0.74
(四)晶面指数与晶向指数
晶面:晶体中由物质质点所组成的平面。
晶向:由物质质点所决定的直线。
每一组平行的晶面和晶向都可用一组数字来标定其位向。这组数字分别称为晶面指数和晶向指数。
晶面指数的确定:晶面与三个坐标轴截距的倒数取最小整数,用圆括号表示。如(111)、(112)。
晶向指数的确定:通过坐标原点直线上某一点的坐标,用方括号表示。
晶面族与晶向族
晶面族:晶面指数中各个数字相同但是符号不同或排列顺序不同的所有晶面。这些晶面上的原子排列规律相同,具有相同的原子密度和性质。如{110}=(110)+(101)+(011)+(101)+(110)+(011)
晶向族:原子排列密度完全相同的晶向。如<111>=[111]+[111]+[111]+[111]
(五)晶体的各向异性
在晶体中,由于各个晶面和晶向上原子排列密度不同,使原子间的相互作用力也不相同。因此在同一单晶体内不同晶面和晶向上的性能也是不同的。这种现象称为晶体的各向异性。
晶体分单晶体和多晶体
单晶体:晶体内各处晶格位向一致的晶体。
多晶体:晶体内晶格位向不相同的晶体。
实际金属是多晶体
二、纯金属的实际晶体结构
(一)晶粒与亚晶粒
晶粒——金属晶体中,晶格位向基本一致,并有边界与邻区分开的区域。
晶界——晶粒之间原子排列不规则的区域。
实际金属晶粒大小除取决于金属种类外,主要取决于结晶条件和热处理工艺。
亚晶粒——晶粒内部晶格位向差小于2°、3°的更小的晶块。
亚晶界——亚晶粒间的过渡区。
(二)晶体中的晶体缺陷
晶体缺陷:是指晶体中原子排列不规则的区域。
根据晶体缺陷的几何特点和对原子排列不规则性的影响范围可分为三大类:
1、点缺陷;
2、线缺陷;
3、面缺陷。
1)点缺陷
以一个点为中心,在它周围造成原子排列不规则,产生晶格畸变和内应力的缺陷。点缺陷类型主要有三种:
(1)间隙原子
(2)晶格空位
(3)置换原子
在晶格的结点处出现原子直径不同的异类原子的晶体缺陷。置换原子示意图,如图所示:
☆间隙原子:在晶格的间隙处出现多余原子的晶体缺陷。
☆晶格空位:在晶格的结点处出现缺少原子的晶体缺陷。如图所示:
2)线缺陷
主要是指各种形式的位错。
位错:是指晶体中某一列或若干列原子发
生了有规律的错排现象。位错密度:单位体积内位错线的长度,(cm-2),如图所示:
3)面缺陷
主要是指晶界和亚晶界。它是由于受到其两侧的不同晶格位向的晶粒或亚晶粒的影响而使原子呈不规则排列。
如图所示: 一、基本概念
合金系:是指具有相同组元,而成分比例不同的一系列合金。如各种碳素钢。
相:是指在合金中,凡是化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分隔开来的一个均匀区域。在一个相中可以有多个晶粒,但是一个晶粒中只能是同一个相。
合金中有两类基本的相结构,固溶体和金属化合物。
显微组织:是指在显微镜下看到的相和晶粒的形态、大小和分布。它可以看作是由各个相组成的。
合金的显微组织可以看作是由各个相所组成的,这些相称为合金组织的相组成物;也可以看作是基本组织所组成的,这些基本组织称为合金组织的组织组成物。合金的力学性能不仅取决于它的化学成分,更取决于它的显微组织。
二、合金的相结构
合金的晶体结构:是指合金中各个相的晶体结构,简称相结构。
合金的相结构通常分为两大类:
(一)固溶体;
(二)金属化合物。
(一)固溶体
固溶体:合金结晶成固态时,溶质原子分布在溶剂晶格中形成的一种与溶剂有相同晶格的相。
固溶体与溶剂具有相同晶体结构。
固溶体的类型:1、间隙固溶体 ;2、置换固溶体。
1、间隙固溶体
间隙固溶体: 溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。都是有限固溶体,也是无序固溶体。如图所示:
2、置换固溶体
置换固溶体:溶质原子代替溶剂原子占据着溶剂晶格结点位置而形成的固溶体。置换固溶体可以是有限固溶体也可以是无限固溶体。
如图所示:
有限固溶体:固溶体的溶解度是有限的。
无限固溶体:固溶体的溶解度是无限的。(组成固溶体的两种元素随比例不同可以互为溶质或溶剂。)
形成无限固溶体的必要条件:是溶剂与溶质的晶体结构相同。
无序固溶体:溶质原子的分布是无序的。
有序固溶体:溶质原子的分布是有序的。
固溶体的有序化:无序固溶体向有序固溶体的转变过程。 硬度和脆性增加,塑性下降。
3、影响溶解度的主要因素
溶解度:溶质在固溶体中的极限浓度称为溶质在固溶体中的溶解度。
影响溶解度的主要因素:
1)温度
2)原子直径因素
3)晶体结构因素
4、固溶体的性能
固溶强化:溶入溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。固溶强化是金属材料的一种重要的强化途径。
固溶体的性能:一般来说,固溶体是一个硬度不高、塑性较好的一个相。
(二)金属化合物(中间相)
在合金中,当溶质含量超过固溶体的溶解度时,除了形成固溶体外,还将出现新相。
这个新相可能是一种新的固溶体,也可能是一种化合物。如:Fe3C、FeS。
金属化合物:具有金属性质的化合物。(其晶体结构不同于任一组元)
(1)金属化合物的性能
金属化合物性能:一般都具有复杂的晶格结构,熔点高,硬而脆。
金属化合物若以细小的粒状均匀分布在固溶体相的基体上会使合金的强度、硬度进一步提高,这种现象称为第二相弥散强化。
在合金中,金属化合物的多少、形态、大小、分布等对合金的性能有不同的影响。
(2)金属化合物的种类
1、正常价化合物:这类化合物符合正常的原子价规律,成分固定并有严格分子式的金属化合物。
2、电子化合物:这类化合物不遵守原子价规律而服从电子浓度规律。其晶体结构主要取决于电子浓度。
3、间隙化合物:间隙化合物一般是由原子半径较大的过渡族金属元素和原子半径较小的非金属元素组成的化合物。(非金属元素有规则的嵌入金属元素晶格的间隙中)
a)当非金属原子直径与金属原子直径比值小于0.59时,形成简单晶格的间隙化合物,称间隙相.
b)当非金属原子直径与金属原子直径比值大于0.59时,则不能产生间隙相,而形成复杂结构的间隙化合物.
间隙相、复杂结构的间隙化合物、间隙固溶体的区别:
1、晶体结构:间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同;而间隙相和复杂结构的间隙化合物的晶体结构不同于任一组元,间隙相具有简单的晶体结构。
2、性能:间隙固溶体硬度低、塑性好,通常作为基体使用;间隙相和复杂结构的间隙化合物都具有高熔点、高硬度。(尤其是间隙相)通常作为弥散强化相。
6. 帮忙总结单质晶体分哪几种,每种都有什么(高中化学范围)
1.^ 属A1型结构的单质有近二十种,如钙(Ca),锶(Sr),铝(Al),银(Ag),金(Au),镍(Ni),钯(Pd),铂(Pt),铑(Rh),铱(Ir),铅(Pb)等。
2.^ 属A2型结构的单质有十多种,如铁(Fe)和碱金属锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs),5族元素钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta),6族元素铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)等。
3.^ 属A3型结构的单质有铍(Be),钴(Co),锌(Zn),镉(Cd),铊(Tl)和3族元素钪(Sc)、钇(Y),4族元素钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf),镧系元素等。
4.^ 属A4型结构的单质有硅(Si),锗(Ge),灰锡(Sn)等。
5.^ 属A9型结构的单质有石墨(C)
以上A1,A2,A3,A4,A9型结构均属晶体结构。
7. 初二物理的晶体有哪些非晶体呢
晶体;海波、冰、食盐、水晶、明矾、各种金属、金刚石、石墨、石英、云母、硫酸铜、糖、味精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。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。
非晶体;玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶、石蜡、琥珀、珍珠。
8. 3. 合金的晶体结构有哪些类型性能如何
根据合金中各组元之间结合方式的不同,合金的组织可分为固溶体.金属化合物和混合物三类。
强度
硬度较高
,熔点较低
9. 合金的相结构有哪些
1、固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。通常以一种化学物质为基体溶有其他物质的原子或分子所组成的晶体,在合金和硅酸盐系统中较多见,在多原子物质中亦存在。
2、代位固溶体,固溶体中如果溶质原子半径和溶剂原子半径相近,则固溶原子将取代溶剂原子分布在后者的位置上形成代位固溶体
合金:一种金属元素与另外一种或几种元素,通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。
相:合金中同一化学成分、同一聚集状态,并以界面相互分开的各个均匀组成部分。
(9)合金晶体有哪些扩展阅读
固溶体性能:
固溶强化:当溶质元素含量很少时,固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。但随溶质元素含量的增多,会使金属的强度和硬度升高,而塑性和韧性有所下降,这种现象称为固溶强化。置换固溶体和间隙固溶体都会产生固溶强化现象。
适当控制溶质含量,可明显提高强度和硬度,同时仍能保证足够高的塑性和韧性,所以说固溶体一般具有较好的综合力学性能。因此要求有综合力学性能的结构材料,几乎都以固溶体作为基本相。这就是固溶强化成为一种重要强化方法,在工业生产中得以广泛应用的原因。
10. 什么是金属什么是合金其常见的晶体结构类型有几种
常见金属的晶格类型
金属原子之间具有很强的结合力,所以金属晶体中的原子都趋向于紧密排列。但不同的金属具有不同的晶体结构,大多数金属的晶体结构都比较简单,其中常见的有以下三种:
(1)体心立方晶格(bcc)
体心立方晶格的晶胞是一个立方体,如图2-2-4。其晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90。在立方体的八个角上和立方体的中心各有一个原子。每个晶胞中实际含有的原子数为1+8×1/8=2个。每个原子的最近邻原子数为8,所以其配位数为8。致密度0.68。具有体心立方晶格的金属有铬(Cr)、钨(w)、钼(Mo)、钒(V)、α铁(α—Fe)等。
(2)面心立方晶格(fcc)
面心立方晶格的晶胞也是一个立方体,金属原子分布在立方晶胞的八个角上和六个面的中心,如图2-2-5所示。其晶格常数:a=b=c,每个晶胞中实际含有的原子数为(1/8)× 8+6×(1/2)=4个。配位数为12;致密度为0.74。具有面心立方晶格的金属有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ铁(γ—Fe)等。
3)密排六方(hcp)
密排六方晶格的晶胞是个正六方柱体,它是由六个呈长方形的侧面和两个呈正六边形的底面所组成如图2-26所示。金属原子分布在六方晶胞的十二个角上以及上下两底面的中心和两底面之间的三个均匀分布的间隙里。该晶胞要用两个晶格常数表示,一个是六边形的边长a,另一个是柱体高度c。每个晶胞中实际含有的原子数为(1/6)× 12+2×(1/2)+3=6个。典型的密排六方晶格的晶格常数c和a之比约为1.633,配位数为12,致密度为 0.74。具有密排六方晶格的金属有:镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)等。
差异:
以上这三种晶格的原子排列不同,因此它们的性能也不同。一般来讲,体心立方结构的材料,其强度高而塑性相对低一些;面心立方结构的材料,其强度低而塑性好;密排六方结构的材料,其强度与塑性均低。