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“工欲善其事，必先利其器?！币私馕镔|(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，必須借助先進的儀器?？梢哉f，科學(xué)手段的提高是探索自然的加速器。

科技進步帶來的不僅是生活水平的提高，更重要的是代表著人們探索自然能力的巨大進步。當(dāng)科學(xué)擺脫了愚昧，當(dāng)實驗終結(jié)了空想，一切的迷霧終會在科技之光面前消散。

在對于晶體的研究進程中，X射線的發(fā)現(xiàn)，是一個關(guān)鍵的時間點。X射線技術(shù)的發(fā)展，終于使得人們能夠解開晶體結(jié)構(gòu)的面紗，為判斷晶體找到更加有說服力的證據(jù)。

1895年，德國物理學(xué)家倫琴（W.C.Rontgen）發(fā)現(xiàn)X射線；

1912年，德國物理學(xué)家勞埃（M.Von Laue）第一次用X射線實現(xiàn)了晶體結(jié)構(gòu)對X射線的衍射試驗，從此人們對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了進一步的認識。

目前，X射線技術(shù)仍然是研究晶體、探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的銳器。除了X射線，還有高分辨光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、投射電鏡等觀測手段。

代表人物：氯化鈉

氯化鈉晶體，也就是人們常說的食鹽，其晶體具有規(guī)則的立方體外形。氯化鈉晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是人類測試的第一個晶體結(jié)構(gòu)。

下圖是氯化鈉（NaCl）晶體的晶體內(nèi)部格點單元的結(jié)構(gòu)（晶格結(jié)構(gòu)）示意圖。從圖中可以看出其晶體結(jié)構(gòu)中，各個離子的相互位置關(guān)系和對稱狀態(tài)。這實際上就是構(gòu)成氯化鈉晶體的基本單元，就像用來建房子的磚頭。

【查一查】

在氯化鈉晶體中：

(1) 與每個Na^＋等距緊鄰的Cl^－有_______個，與每個Cl^－等距緊鄰的Na^＋有______個。

(2) 與每個Na^＋等距緊鄰的Na^＋有_____個，與每個Cl^－等距緊鄰的Cl^－有______個。

(3) 每個氯化鈉晶胞中獨立占有______個Na^＋，______個Cl^－，即_______個NaCl。

(4) Na^＋與其等距緊鄰的6個Cl^－圍成的空間構(gòu)型為__________________。

【答案】(1)6，6；(2)12，12；(3)4，4，4；(4)八面體；

二號人物：氯化銫

【查一查】

在氯化銫晶體中：

(1) 與每個Cs^＋等距緊鄰的Cl^－有______個，與每個Cl^－等距緊鄰的Cs^＋有_______個。

(2) 與每個Cs^＋等距緊鄰的Cs^＋有______個，與每個Cl^－等距緊鄰的Cl^－有_______個。

(3) 每個氯化銫的晶胞中獨立占有______個Cs^＋，______個Cl^－，即_______個CsCl。

【答案】(1)8,8；(2)6,6；(3)1，1，1

代表人物：干冰

【查一查】

在干冰的晶體中：

(1)與每個CO₂分子等距緊鄰的CO₂分子有_______個。

(2)平均每個CO₂晶胞中含________個CO₂分子。

【答案】(1)12；(2)4

代表人物：金剛石

二號人物：二氧化硅

【查一查】

金剛石（原子晶體）

在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中：

(1)每個碳原子與周圍的4個碳原子形成四條碳碳單鍵，這5個碳原子形成的是_________結(jié)構(gòu)。兩條C—C鍵的夾角為（類似甲烷）。

(2)晶體中最小的環(huán)為6原子環(huán)，但6個碳原子不在同一平面上。

【答案】正四面體；

二氧化硅（原子晶體）

(1)晶體中重復(fù)單元是硅氧四面體，每個硅原子與4個氧原子相連，即每個氧原子又與2個硅原子相連，所以在SiO₂的晶體中硅、氧原子個數(shù)比為_________。

(2)在SiO₂的晶體結(jié)構(gòu)中最小環(huán)上有_______個原子。

(3)每n mol SiO₂晶體中，Si—O鍵數(shù)目為_________mol。

【答案】(1)1：2；(2)12；(3)4n

1、簡單立方堆積 

代表：釙（Po）

2、體心立方堆積

代表：鉀（K）

3、面心立方最密堆積

代表：銅（Cu）

4、六方最密堆積

代表人物：Mg

代表：石墨

在石墨晶體中，同層的碳原子以sp²雜化形成共價鍵，每一個碳原子以三個共價鍵與另外三個原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六連連形的環(huán)，伸展成片層結(jié)構(gòu)，這里C-C鍵的鍵長皆為142pm，這正好屬于原子晶體的鍵長范圍，因此對于同一層來說，它是原子晶體。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，它們相互重疊。電子比較自由，相當(dāng)于金屬中的自由電子，所以石墨能導(dǎo)熱和導(dǎo)電，這正是金屬晶體特征。因此也歸類于金屬晶體。

石墨晶體中層與層之間相隔335pm，距離較大，是以范德華力結(jié)合起來的，即層與層之間屬于分子晶體。但是，由于同一平面層上的碳原子間結(jié)合很強，極難破壞，所以石墨的熔點也很高，化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定。

鑒于它的特殊的成鍵方式，不能單一的認為是單晶體或者是多晶體，按現(xiàn)代的表述方式，認為石墨是一種混合晶體。

【查一查】

(1)石墨是一種混合型晶體，層內(nèi)存在________鍵，層間以________________結(jié)合。

(2)在層內(nèi)每個C原子通過共價單鍵與另_______個C原子結(jié)合，構(gòu)成正六邊形。

(3)同層內(nèi)，每個正六邊形實際占有________個C原子，平均每個正六邊形占有______個C—C單鍵，其關(guān)系式為_________________________________________。

(4)思考：12g石墨晶體中正六邊形數(shù)目有__________________個。

【答案】(1)共價鍵，分子間作用力；(2)3； (3) 2，3；(4)思考：0.5 N_A 

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