沈阳建筑大学教案用纸第二章晶体化学基础2授课时数第三节影响离子晶体结构的主要因素第四节同质多晶通过本节学习，要求掌握离子半径、配位数、离子极化等概念和原理。教学目的与要求重点：（1）晶体离子半径的概念；（2）晶体配位数的概念及原理；（3）同质多晶的概念及相关拓展内容；难点：（1）晶体离子化概念及原理；教学难点（2）同志多晶、结晶化学定律：（3）晶体配位数的概念及配位多面体的的概念。与重点(现代化)授课方法讲授PPT课件教学手段思考题：（1）以NaC1晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。（2）临界半径比的定义是：紧密堆积的阴离子恰好互相接触，并与中心的阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比。即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。计算下列配位的临界半作业思考题径比：（a）立方体配位；（b）八面体配位；（c）四面体配位；（d）三角形配位。作业：P34 2-525
25 沈 阳 建 筑 大 学 教 案 用 纸 第二章 晶体化学基础 第三节 影响离子晶体结构的主要因素 第四节 同质多晶 授课时数 2 教 学 目 的 与 要 求 通过本节学习，要求掌握离子半径、配位数、离子极化等概念 和原理。 教 学 难 点 与 重 点 重点：（1）晶体离子半径的概念； （2）晶体配位数的概念及原理； （3）同质多晶的概念及相关拓展内容； 难点：（1）晶体离子化概念及原理； （2）同志多晶、结晶化学定律； （3）晶体配位数的概念及配位多面体的的概念。 授课方法 讲授 (现代化) 教学手段 PPT 课件 作业思考题 思考题： （1）以 NaCl 晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四 面体空隙的位置和数量。 （2）临界半径比的定义是：紧密堆积的阴离子恰好互相接触，并与 中心的阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比。 即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。计算下列配位的临界半 径比：（a）立方体配位；（b）八面体配位；（c）四面体配位；（d） 三角形配位。 作业： P34 2-5
沈阳建筑大学教案用纸备注教学内容及过程影响离子晶体结构的因素（60min）1、原子半径和离子半径（1）有效半径：原子或离子在晶体结构中相接触时的半径。（2）离子晶体：相邻的一对阴、阳离子的中心距即为该阴、阳离子的离子半径之和。（3）共价晶体：两个相邻键合原子的中心距，即为这两个原子的共价半径之和。（4）金属晶体：两个相邻原子的中心距，即为这两个原子的金属原子半径之和。2、配位数和配位多面体（1）配位数：在离子晶体结构中，某离子周围异号离子的数目，称为该离子的配位数。（2）配位多面体：在离子晶体结构中，直接与同一阳离子接触的几个阴离子的球心连接起来而成的多面体。（3）阳离子位于配位多面体的中心，阴离子位于多面体的角顶上。实例r+/r-阳离子配位数配位多面体形状20.000~0.155哑铃形干冰CO230.155~0.225三角形B20340.225~0.414四面体SiO26八面体NaCI0.414~0.7328立方体ZrO20.732~1.000121.000立方八面体Cu3、离子的极化在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一离子的电子云发生作用（吸引或排斥），因而使这个离子的大小和形状发生改变。4、电负性各种元素的原子形成价键时吸引电子的能力，表示形成负离子倾向的大小。5、结晶化学定律晶体的结构取决于其组成质点的数量关系、大小关系与极化性能。26
26 沈 阳 建 筑 大 学 教 案 用 纸 教学内容及过程 备注 影响离子晶体结构的因素（60min） 1、原子半径和离子半径 （1）有效半径：原子或离子在晶体结构中相接触时的半径。 （2）离子晶体：相邻的一对阴、阳离子的中心距即为该阴、阳离子的 离子半径之和。 （3）共价晶体：两个相邻键合原子的中心距，即为这两个原子的共价 半径之和。 （4）金属晶体：两个相邻原子的中心距，即为这两个原子的金属原子 半径之和。 2、配位数和配位多面体 （1）配位数：在离子晶体结构中，某离子周围异号离子的数目，称为 该离子的配位数。 （2）配位多面体：在离子晶体结构中，直接与同一阳离子接触的几个 阴离子的球心连接起来而成的多面体。 （3）阳离子位于配位多面体的中心，阴离子位于多面体的角顶上。 r+/r- 阳离子配位数 配位多面体形状 实例 0.000～0.155 2 哑铃形 干冰 CO2 0.155～0.225 3 三角形 B2O3 0.225～0.414 4 四面体 SiO2 0.414～0.732 6 八面体 NaCl 0.732～1.000 8 立方体 ZrO2 1.000 12 立方八面体 Cu 3、离子的极化 在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一离子的 电子云发生作用（吸引或排斥），因而使这个离子的大小和形状发生改变。 4、电负性 各种元素的原子形成价键时吸引电子的能力，表示形成负离子倾向的大 小。 5、结晶化学定律 晶体的结构取决于其组成质点的数量关系、大小关系与极化性能
沈阳建筑大学教案用纸备注教学内容及过程同质多晶（30min）变体：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、PH等），结晶成为两种以上不同结构的晶体的这一现象称为同质多晶或同质多象，由此而产生的化学组成相同、结构不同的晶体。位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移。重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。27
27 沈 阳 建 筑 大 学 教 案 用 纸 教学内容及过程 备注 同质多晶（30min） 变体:同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、PH 等），结晶成为 两种以上不同结构的晶体的这一现象称为同质多晶或同质多象，由此而产生 的化学组成相同、结构不同的晶体。 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结 构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移。 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体 结构完全改变原样的一种多晶转变形式
沈阳建筑大学教案用纸第二章晶体化学基础2授课时数第五节鲍林规则通过本节学习，要求掌握鲍林五大规则。教学目的与要求重点：（1）鲍林第一规则；（2）鲍林第二规则；（3）鲍林第三规则；难点：（1）鲍林第二规则；教学难点（2）鲍林规则的应用；（3）鲍林规则的意义与重点(现代化)授课方法讲授PPT课件教学手段思考题：（1）鲍林规则分别是哪几条规则？（2）鲍林第一规则的内容（3）鲍林第二规则的内容；（4）鲍林第三规则的内容作业思考题28
28 沈 阳 建 筑 大 学 教 案 用 纸 第二章 晶体化学基础 第五节 鲍林规则 授课时数 2 教 学 目 的 与 要 求 通过本节学习，要求掌握鲍林五大规则。 教 学 难 点 与 重 点 重点：（1）鲍林第一规则； （2）鲍林第二规则； （3）鲍林第三规则； 难点：（1）鲍林第二规则； （2）鲍林规则的应用； （3）鲍林规则的意义 授课方法 讲授 (现代化) 教学手段 PPT 课件 作业思考题 思考题： （1）鲍林规则分别是哪几条规则？ （2）鲍林第一规则的内容 （3）鲍林第二规则的内容； （4）鲍林第三规则的内容
沈阳建筑大学教案用纸备注教学内容及过程鲍林规则第一规则一—配位体规则。围绕每个阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阴、阳离子的距离决定于它们的半径之和，阳离子的配位数取决于它们的半径比值，与电价无关。第二规则一一静电价规则。在一个稳定的离子化合物结构中，每一个阴离子的电价等于相邻阳离子分配给这个阴离子的静电价强度总和。S=Z+/nS—静电价强度，Z+—阳离子电价，n—阳离子配位数Z-=ZSi=ZZ+/n用于判断某种晶体结构是否稳定，还可以用于确定共用同一质点（即同一个阴离子）的配位多面体的数目。第三规则一即阴离子配位多面体的共顶、共棱和共面规则。在一个配位结构中，两个阴离子配位多面体共棱，特别是共面时，结构的稳定性便会降低。对于电价高、配位数小的阳离子，这个效应特别显著。第四规则一一配位多面体之间的共顶、共棱或共面连接规则。在一个含有不同阳离子的晶体结构中，电价高、配位数小的阳离子，趋向于不相互共享配位多面体要素。第五规则——节约规则。在同一个晶体结构中，本质上不同的结构单元的数目趋向于最少数目。共用顶点配位三角配位四面配位八面配位立方连接方式数体体体体共顶11111共棱20.50.580.710.82共面3或40.330.580.58-29
29 沈 阳 建 筑 大 学 教 案 用 纸 教学内容及过程 备注 鲍林规则 第一规则——配位体规则。围绕每个阳离子，形成一个阴离子配位多面 体，阴、阳离子的距离决定于它们的半径之和，阳离子的配位数取决于它们 的半径比值，与电价无关。 第二规则——静电价规则。在一个稳定的离子化合物结构中，每一个阴 离子的电价等于相邻阳离子分配给这个阴离子的静电价强度总和。 S = Z+/n S—静电价强度，Z+—阳离子电价，n— 阳离子配位数 Z-= Si= Z+/n 用于判断某种晶体结构是否稳定，还可以用于确定共用 同一质点（即同一个阴离子）的配位多面体的数目。 第三规则——即阴离子配位多面体的共顶、共棱和共面规则。在一个配 位结构中，两个阴离子配位多面体共棱，特别是共面时，结构的稳定性便会 降低。对于电价高、配位数小的阳离子，这个效应特别显著。 第四规则——配位多面体之间的共顶、共棱或共面连接规则。在一个含 有不同阳离子的晶体结构中，电价高、配位数小的阳离子，趋向于不相互共 享配位多面体要素。 第五规则——节约规则。在同一个晶体结构中，本质上不同的结构单元 的数目趋向于最少数目。 连接方式 共用顶点 数 配位三角 体 配位四面 体 配位八面 体 配位立方 体 共顶 1 1 1 1 1 共棱 2 0.5 0.58 0.71 0.82 共面 3 或 4 - 0.33 0.58 0.58