丹凤千字科普：石墨和金刚石是单晶体还是多晶体（详细资料介绍）

高考化学复习课程：晶体结构与性质（上册）

一、物质的状态

1. 等离子体：这是一种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体呈电中性的物质体。

2. 液晶：液晶是介于液态和晶态之间的物质状态。

二、晶体与非晶体

1. 晶体与非晶体的对比：晶体有固定的熔点，非晶体则没有；晶体具有各向异性，非晶体则具有各向。

2. 区分晶体与非晶体的方法：除了上述的物理性质比较，X射线衍射实验是最可靠的方法，晶体的衍射图上有尖锐的峰。

3. 获取晶体的途径：晶体可以通过熔融态物质冷却凝固得到，但需要注意，如果凝固速度过快，可能得到的是看不到的多面体外形的粉末或无规则外形的块状物，甚至只是非晶态（玻璃态）。

三、晶胞

1. 晶胞概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小重复单元。一般为最小的平行六面体，包括8个顶角、三套各4根相同平行的棱，以及三套各两个相同平行的面。

2. 晶胞的排列方式：晶胞排列无隙并置，即相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列、取向相同。沿着不同方向（如棱、对角线等）平移晶胞，可以与下一个晶胞重合。

3. 微粒数的计算：在晶胞中，顶角上的微粒为8个晶胞共有，棱心的微粒为4个晶胞共有，面心的微粒为2个晶胞共有。体心的微粒则完全属于该晶胞。这一计算方法适用于平行六面体形的晶胞。

四、常见的晶体类型

1. 常见的四类晶体：分子晶体、共价晶体、离子晶体和过渡晶体。

2. 典型晶体结构分析：

(1) 分子晶体：以干冰和冰为例，干冰中二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心，每个晶胞有4个分子。冰中每个水分子与相邻的4个水分子以氢键结合。

(2) 共价晶体：以金刚石和二氧化硅为例，它们的最小环上都有12个原子。金刚石中的碳原子采取杂化，形成正四面体结构。二氧化硅中的Si原子采取杂化，每个Si原子与4个O原子结合。

(3) 离子晶体：以NaCl和CsCl为例，它们的配位数不同，分别为6和8。离子晶体中的化学键偏离子键。

(4) 过渡晶体和混合型晶体：大多数晶体是这些类型之间的过渡。例如石墨是混合型晶体，其层内具有共价键特征，层间则以范德华力结合。因此石墨具有高的熔沸点但硬度较小。关于石墨炔的性质将在后续课程中详细介绍。

练习：关于金刚石、石墨和石墨炔的说法正确的是（）

A. 三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化状态 C. 三种物质的晶体类型完全相同 D. 三种物质均能导电（石墨除外） 答案：A。关于（CF）x化合物的说法正确的是（）关于该化合物与石墨的比较，A项错误，（CF）x不具有导电性；B项正确，（CF）x中的氟原子增强了其抗氧化性；C项错误，（CF）x中C—C键长大于C—F键长；D项错误，（CF）x中含有单键和双键交替的结构特点，故不能简单计算单键数量。答案：B。