晶格

晶體內部原子是按一定的幾何規律排列的。為了便於理解，把原子看成是一個球體，則金屬晶體就是由這些小球有規律堆積而成的物體。為了形象地表示晶體中原子排列的規律，可以將原子簡化成一個點，用假想的線將這些連線起來，構成有明顯規律性的空間格架。這種表示原子在晶體中排列規律的空間格架叫做晶格，又稱晶架。

基本介紹

• 中文名：晶格
• 外文名：lattice
• 又稱：晶架
• 特點：有明顯規律性的空間格架
• 類型：內部原子是按一定的幾何規律排列

簡介

兩種解釋

①泛指晶體的空間格子這一幾何圖形。

②即“晶體結構”。因為組成晶體的原子、離子或分子在晶體內部的分布都是符合於空間格子的規律而表現為格子狀的。

輔助理解：為了清楚的表明原子在空間的排列規律，人為地將原子看作一個點，再用一些假想線條，將晶體中各原子的中心連線起來，便形成了一個空間格子，這種抽象的、用於描述原子在晶體中規則排列方式的空間幾何圖形稱為結晶格子，簡稱晶格。晶格中的每個的點稱為結點。晶格中各種不同方位的原子面，稱為晶面。

意義

概念源於晶體學點陣。晶體學點陣是體現晶體結構內離子、原子、分子等在三維空間分布上公有周期性的幾何圖形。將反映晶體結構三維周期性的三個互不共面的基向量與整數m、n、p線性組合所得平移向量群(m,n，p=0，±1，±2…)中所有向量逐個作用於點陣點原點，即可導出一個由諸向量終點所構成的三維空間點陣。點陣及與之對應的平移群分別是反映晶體結構周期性的幾何形式與代數形式。若以基向量對應的線段將相鄰點陣點連線起來，則導出與晶體結構相對應的晶格。物質的熔沸點要看物質分子在物質晶格中堆積的緊密程度。分子越對稱的，其在物質晶格內就排列的越緊密。熔點就越高。

晶格能

組成晶體的正、負離子在空間呈有規則的排列，而且每隔一段距離重複出現，有明顯的周期性。

玻恩(Born)和哈伯(Haber)設計了一個熱力學循環過程，從已知的熱力學數據出發，計算晶格能。

把晶體中的離子變成氣態離子的過程分解為若干過程之和，如：

ΔHf(NaCl）

Na(s)+1/2Cl2(g)——————————————>NaCl(s)

| ↑

| |

| |

Na(g) + Cl (g)---------->Na+(g) + Cl-(g)------>NaCl(g)

↑ |

| |

| |

| NaCl離子鍵的鍵能E1 |

|------------------------------------------|

ΔHf(NaCl) = ΔH1+ ΔH2+ ΔH3+ ΔH4

從玻恩 - 哈伯循環中不難分析出，對離子化合物穩定性的貢獻最主要來自△H 和△H2 ，這兩項合稱晶格能。對離子化合物來說，晶格能對化合物的穩定性不言而喻，故常溫下，離子化合物一般不可能是氣體和液體，只能是固體。

氣態離子從無限遠處接近最後形成固體離子化合物的過程中釋放的能量。是離子化合物穩定性的量度。

晶格能無法直接測得，只有通過熱力學循環求得。

對純離子化合物來說，離子電荷越高，晶格能越大；離子半徑越小，晶格能越高。有： U ∝ Z + Z - /(r + +r - )

電荷高的晶格能大，電荷一樣時看離子半徑和，離子半徑之和小的晶格能大。

晶格取代

在粘土礦物晶體中，一部分陽離子被另外陽離子所置換，而晶體結構不變，產生過剩電荷的現象。