工科化学物质结构基础：工科化学一一
工科化学物质结构基础：工科化学一一晶格：把原子或者原子结合态看成几何学上的结点，这些结点按照一定规律排列所组成的几何图形称为晶格，又叫点阵，晶格的最小单位为晶胞2.2.1晶体晶体：原子及其结合态单元在空间排列有序称为晶体非晶体：原子及其结合态单元在空间排列无序称为非晶体晶体和非晶体的区别在宏观上显示为是否有固定的熔点
2.2固体
上面我们讲了一些特殊的物质形态和化学组成，下面我们将从固、液、气三种聚集形态来描述物质的化学组成，今天主讲固体的相关知识。
固体：原子和原子结合态单元在常温常压下聚集成的固态系统
固体从原子结合方式上分为两种
晶体：原子及其结合态单元在空间排列有序称为晶体
非晶体：原子及其结合态单元在空间排列无序称为非晶体
晶体和非晶体的区别在宏观上显示为是否有固定的熔点
2.2.1晶体
晶格：把原子或者原子结合态看成几何学上的结点，这些结点按照一定规律排列所组成的几何图形称为晶格，又叫点阵，晶格的最小单位为晶胞
单晶：能用一个空间点阵图贯穿整个晶体。工业上用作半导体的硅绝大多数都是单晶硅
多晶：不能用一个空间点阵图贯穿整个晶体
2.2.1.1离子晶体
以离子键为化合物主要成键方式
特点：正负离子在晶格节点上交替出现，以离子键结合，熔点高，硬度大，较脆。
作用力：离子间作用力，与离子电量成正比，与离子间距的平方成反比，作用力越大，熔点越高
不同化合物的熔点比较及其原因
这也是在工程上简单比较熔点大小的方法。带电荷越多，离子半径越小，其熔点越高。（只适用于离子晶体）
2.2.1.2分子晶体
晶格结点上排列着极性分子或者非极性分子，一般为非金属 共价化合物。
特点：熔点低，硬度小，不导电，熔沸点随分子量增加而增加（有氢键的例外）
mp/℃ SiF4＜SiCl4＜SiBr4 ＜SiI4
-90.2 -70 5 120.5
作用力：分子间作用力（范德华力）
分子晶体一般熔点不高于400℃
2.2.1.3原子晶体
晶格结点上排列中性原子
结合力：共价键
典型物质：C(金刚石)，SiO2 Si B4C等
特点：熔点高，硬度大，延展性小，导电性能大小不一
2.2.1.4金属晶体
晶格节点上是原子或者正离子
作用力：金属键，强弱与原子半径/外层电子数有关
特点：大部分熔点较高（想一想反例都有哪些），硬度较大，良好的导电/导热能力，延展性好
典型物质：大部分金属Cu Ag Au等
2.2.1.5过渡型晶体和混合键型晶体
过渡型：晶格内的作用力发生变异
典型物质；FeCl2 、AlCl3
红色是配位键，黑色键是带有部分共价键性质的离子键
混合键型：同时存在几种作用力
典型物质：C（石墨）
层内部是共价键，层与层之间是范德华力
2.2.2非晶体
单元粒子无序排列，没有确定的熔点
制备方法：液相或气相沉积法制备
不同温度下非晶体的状态
目前使用的4类：玻璃、非晶态高分子化合物、非晶态薄膜、非晶态合金
2.2.3固体吸附剂
吸附剂分类：
物理吸附和化学吸附（区分依据是吸附机理）
物理吸附代表物质：活性炭，活性炭纤维
化学吸附：表面有含氧基团（羧基、羟基、羰基）
活性炭：
一种特殊处理的炭，别名：无定型炭。制备时经过炭化过程，减少了非炭部分。具有较大的比表面积，吸附过程是物理过程，吸附后可以洗脱。
分子筛：
最常用的分子筛是沸石型不溶性硅铝酸盐
分子通式：Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]•mH2O
孔径可控，可以选择性地吸附
沸石的平面结构
以不同的方式连接，形成立体网状骨架
2.2.4固体废弃物
定义：人类生活中不再具有使用价值而丢弃的固态物质
危害：
- 占用土地；（垃圾包围城市）
- 污染水源；（一节电池污染的水与一个人一生用的水相当）
- 传播病毒。（病毒载体）
治理：
- 回收（可循环利用部分）
- 无害化处理（不可循环使用的部分）
