【摘要】：干冰和水晶分别是二氧化碳和二氧化硅的晶体，外观上它们都与冰相似，但干冰受热后直接变为二氧化碳气；而水晶熔点约为1700℃，硬度为7，故两者分别得名干冰和水晶。图3－6和图3—7分别给出了干冰和水晶的晶胞结构示意图。
干冰和水晶
晶体有不同的分类方法，根据组成晶体的微粒种类及微粒之间的作用类型，可将它们分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体，表3－1给出了4种晶体的构成和性质。
干冰和水晶分别是二氧化碳和二氧化硅的晶体，外观上它们都与冰相似，但干冰受热后直接变为二氧化碳气；而水晶熔点约为1700℃，硬度为7，故两者分别得名干冰和水晶。图3－6和图3—7分别给出了干冰和水晶的晶胞结构示意图。
图3－6 干冰晶胞
图3－7 水晶晶胞
从这两种晶体的晶胞结构可以看出，干冰是典型的分子晶体，1个碳原子和2个氧原子通过共价键，先经结合成二氧化碳分子，而后再通过分子间力结合成晶体；而水晶中全部硅、氧原子都与相邻原子间形成“强大”的共价键，一步到位直接构成晶体，是典型的原子晶体。
表3－1 晶体的构成和性质
碳和硅同属周期表中IVA族的非金属元素，为什么它们的氧化物的晶体类型却差别如此之大？研究表明，原因主要来自化合物中的另一半——氧原子。由于氧原子外层共有6个电子，原子半径又较小，所以氧原子与氧原子，或氧原子与原子半径小的其他非金属原子，形成共价单键时键的强度较弱，而碳原子的原子半径刚巧比较小，所以碳、氧原子间宁可先生成2条碳－氧双键（即先形成二氧化碳分子），再通过分子间力形成干冰，而不形成4条碳—氧单键，直接构成原子晶体；而水晶中，由于硅原子比碳原子多一层电子，原子半径加大，这样氧原子形成单键的“弱化效应”明显减弱，因此每个硅原子形成4条硅—氧单键，直接构成原子晶体——水晶。
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