各種晶體總結(jié)及其應(yīng)用

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1、對晶體結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的認識引言：化學(xué)中對晶體的研究促進了各種特性材料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,也促進了各種催化劑的發(fā)現(xiàn),晶體是美麗的,他們的最小單位——晶胞更是充分體現(xiàn)了各種對稱美和造物者的神奇。晶體的應(yīng)用在人類的生產(chǎn)生活中正發(fā)揮著巨大的作用。在本飛行器制造工程專業(yè)中也占據(jù)著不可忽視的作用。關(guān)鍵詞原子晶體，離子晶體，分子晶體，材料，制造業(yè)高中時學(xué)習(xí)化學(xué)，曾接觸過晶體的一些知識，因而對晶體產(chǎn)生了濃厚的興趣，想借此機會，總結(jié)一下晶體結(jié)構(gòu)以及晶體的各種應(yīng)用。晶體分為原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體，我們生活的世界大部分是由這些物質(zhì)構(gòu)成。晶體具有以下特征：自范

2、性：晶體具有自發(fā)地形成封閉的凸幾何多面體外形能力的性質(zhì)，又稱為自限性。均一性：指晶體在任一部位上都具有相同性質(zhì)的特征。各向異性：在晶體的不同方向上具有不同的性質(zhì)。對稱性：指晶體的物理化學(xué)性質(zhì)能夠在不同方向或位置上有規(guī)律地出現(xiàn),也稱周期性。最小內(nèi)能和最大穩(wěn)定性。晶體中質(zhì)點排列具有周期性和對稱性整個晶體可看作由結(jié)點沿三個不同的方向按一定間距重復(fù)出現(xiàn)形成的，結(jié)點間的距離稱為該方向上晶體的周期。同一晶體不同方向的周期不一定相同?？梢詮木w中取出一個單元，表示晶體結(jié)構(gòu)的特征。取出的最小晶格單元稱為晶胞。晶胞是從晶體結(jié)構(gòu)中取出來的反映晶體周期性和對稱性的重

3、復(fù)單元。原子晶體是幾種晶體中硬度最大，熔點較高的一類晶體。晶體中原子與原子通過共價鍵鏈接，構(gòu)成一個空間的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以具有他們特有的物理性質(zhì)。俗話說“沒有金剛鉆別攬瓷器活”就是說的原子晶體中最典型的金剛石，金剛石中C原子通過sp3雜化軌道與其他C原子相連，在空間形成承受力能力相當(dāng)強的正四面體結(jié)構(gòu)，我們不禁贊嘆大自然的神奇，簡單的C原子以這種方式連結(jié)竟然構(gòu)成了世間最硬的物質(zhì)。正是由于原子晶體的各種特異的性質(zhì)，原子晶體在工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，金剛石因為它的硬度較大，被廣泛用在精密切割的刀具上，另外鉆石還是昂貴的奢侈品；二氧化硅常被用在機械加工中

4、各種砂輪砂紙上作為耐磨材料；高純度的硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體，被廣泛用于電子信息產(chǎn)業(yè)；碳化硅是良好的耐磨材料,。離子晶體由陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體，離子鍵：陰、陽離子間強烈的靜電作用。離子鍵無飽和性、無方向性，大多數(shù)鹽、強堿、活潑金屬氧化物屬于離子晶體，典型代表是氯化鈉。相對于原子晶體，離子晶體更加普遍存在，同時它們也具有許多獨特的特點。應(yīng)為離子晶體是靠陰陽離子相互吸引結(jié)合，離子間以離子鍵相互結(jié)合，離子之間按照嚴格的規(guī)則排列，因此具有很漂亮的晶胞下面如圖立方ZnS、CaF2、NaCl的晶胞離子晶體在人類的生活中發(fā)揮著重要作用，冶煉金屬，制

5、作高儲能的電池，制作具有各種光學(xué)特性光學(xué)器材，溫度測量等很多地方都有應(yīng)用。分子晶體是由分子組成，可以是極性分子，也可以是非極性分子。分子間的作用力很弱，分子晶體具有較低的熔、沸點，硬度小、易揮發(fā)，許多物質(zhì)在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)，例如O2、CO2是氣體，乙醇、冰醋酸是液體。同類型分子的晶體，其熔、沸點隨分子量的增加而升高，例如鹵素單質(zhì)的熔、沸點按F2、Cl2、Br2、I2順序遞增；非金屬元素的氫化物，按周期系同主族由上而下熔沸點升高；有機物的同系物隨碳原子數(shù)的增加，熔沸點升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子間，除存在范德華力外，還有

6、氫鍵的作用力，它們的熔沸點較高。在固態(tài)和熔融狀態(tài)時都不導(dǎo)電。金屬晶體：晶格結(jié)點上排列金屬原子-離子時所構(gòu)成的晶體。金屬中的原子-離子按金屬鍵結(jié)合，因此金屬晶體通常具有很高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、很好的可塑性和機械強度，對光的反射系數(shù)大，呈現(xiàn)金屬光澤，在酸中可替代氫形成正離子等特性。主要的結(jié)構(gòu)類型為立方面心密堆積、六方密堆積和立方體心密堆積三種（見金屬原子密堆積）。金屬晶體的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點都與金屬原子之間主要靠金屬鍵鍵合相關(guān)。金屬可以形成合金，是其主要性質(zhì)之一。生活離不開金屬，金屬在生活中隨處可見，鐵合金：鋼比生鐵具有更多的優(yōu)良性能，易于加工，用途

7、更為廣泛；鋁合金：鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應(yīng)用于制造飛機、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點；鈦和鈦合金：被認為是21世紀的重要金屬材料，具有優(yōu)異的耐腐蝕性，在海水、空氣和若干腐蝕介質(zhì)中都穩(wěn)定，可塑性好，強度大，且密度小，又稱親生物金屬，常用于噴氣式發(fā)動機、飛機機身、人造衛(wèi)星外殼、火箭殼體、醫(yī)學(xué)補形、造紙、人造骨、海水淡化設(shè)備、海輪、艦艇的外殼等。?離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體存在微粒陰陽離子原子分子金屬離子、自由電子微粒間作用離子鍵共價鍵范德華力金屬鍵主要性質(zhì)硬而脆，易溶于極

8、性溶劑，熔化時能夠?qū)щ?，溶沸點高質(zhì)地硬，不溶于大多數(shù)溶劑，導(dǎo)電性差，熔沸點很高硬度小，水溶液能夠?qū)щ?，溶沸點低金屬光澤，是電和熱的良導(dǎo)體，熔沸點高或低