非紧密堆积晶体结构

 

1. 密堆积结构：分子间只有范德华力，不存在氢键。

若以一个分子为中心，其周围通常有12个紧邻的分子这种堆积特征称为分子密堆积，如C、干冰、I₂、O₂等。

图1表示的是CO₂晶体晶胞的结构。由图可知，CO₂晶体的晶胞是1个面心立方结构立方体的每个顶点上有1个CO₂分子6个面心还有6个CO₂分子，每个CO₂分子周围离该分子距离最近且相等的CO₂分子有12个(同层4个，上层4个，下层4个)，每个晶胞从CO₂晶体中分享到4个CO₂分子无数个这样的晶胞在空间“无隙并置”形成了CO₂晶体。

图1

2. 非密堆积结构：分子间除了范德华力外，还存在氢键。

氢键具有方向性使晶体中的空间利用率不高，留有相当大的空隙。这种晶体不具有分子密堆积特征，如HF、冰、NH₃等。

冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键冰晶体主要是水分子依靠氢键作用而形成的。如图3-2-2所示，由于氢键具有一定的方向性每个水分子与周围4个水分子结合4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样每个水分子中的每个氧原子周围都有4个氢原子氧原子与其中的2个氢原子通过共价键结合，因此它们之间的距离较近一些而与属于其他水分子的另外2个氢原子靠氢键结合在一起。在这种排列中分子的间距比大，有很多空隙，比较松散。因此，液态水变成固态水，即水凝固成冰、雪、霜时，密度变小。

     图2

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