怎麼判斷共價晶體?5. 典型共價晶體的結構分析，我來為大家科普一下關于怎麼判斷共價晶體?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

怎麼判斷共價晶體



5. 典型共價晶體的結構分析

(1)金剛石

金剛石的晶體結構，從其共價鍵三維骨架結構中截取一個立方體就是金剛石的晶胞

屬于金剛石晶胞的碳原子數，頂點:8×1/8=1,面心:6×1/2=3，體内:4，共八個。



每個碳原子都采取sp3雜化，被相鄰的四個碳原子包圍，以共價鍵對稱地與相鄰的四個碳原子結合，形成正四面體結構，被包圍的碳原子處于正四面體的中心，正四面體向空間發展，彼此連接形成共價三維骨架結構。



晶體中的最小碳環由六個碳原子組成，且不在同一平面内

晶體中每個碳原子都參與了四條C-C的形成，在每條鍵中的貢獻隻有一半，故晶體中碳原子數目與C-C數目之比為1:2。



二氧化矽晶體

二氧化矽晶體可看成是在晶體矽(結構類似于金剛石)的每個Si-Si中插入一個氧原子而形成的，每個矽原子和四個氧原子相結合形成四個共價鍵，同時每個氧原子與兩個矽原子相結合形成兩個共價鍵。



每個矽原子與相鄰的四個氧原子以共價鍵相結合構成正四面體結構，矽原子在正四面體的中心，四個氧原子在正四面體的四個頂角，則每個正四面體占有一個完整的矽原子、兩個氧原子。因此，二氧化矽晶體中矽原子和氧原子的個數比為1:(4×1/2)=1:2，其化學式為SiO2。

SiO2是自然界含量最高的固态二元氧化物，結構多樣，最常見的是低溫石英，低溫石英包括遍布海灘河岸的黃沙、帶狀的石英礦脈、花崗岩裡的白色晶體以及透明的水晶

低溫石英的結構中有頂角相連的矽氧四面體形成螺旋向上的長鍊，而沒有封閉的環狀結構，這一結構決定它具有手性。



晶體矽、碳化矽晶體的結構與金剛石相似，晶體矽可看作是矽原子取代金剛石中碳原子的位置得到的，碳化矽晶體可看作是碳、矽交替排列形成的(存在以碳為中心，矽為頂點或以矽為中心，碳為頂點的正四面體結構)。



在二氧化矽晶體中，每個最小的環實際擁有的矽原子數為6×1/12=1/2，氧原子數為6×1/6=1。



在金剛石、晶體矽、碳化矽中，碳、矽均采取sp3雜化，最小的環均為六元環

要全面掌握金剛石晶體結構和性質，以金剛石為原型，可遷移分析晶體矽、碳化矽以及石英、氮化鋁(AlN，晶體中每個鋁原子與四個氮原子結合形成四個共價鍵)等晶體的結構特征和物理性質。

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