【同素异形体】(亦称同素异性体)同种元素组成的不同单质，例如石墨和金刚石、氧气和臭氧、白磷和红磷等。同素异形体的分子组成或晶体结构不同，它们的物理性质和化学性质有明显的区别，

    例如金刚石是由碳原子以共价键连接形成的正四面体空间网状结构的原子晶体；石墨是一种层状结构的过渡型晶体，层内碳 原子以共价键结合形成正六边形网状结构，层与层之间距离较大，相当于分子间力的作用。金刚石是硬度最大的物质，不能导电；而石墨的硬度较小，层之间可以相 对滑动，导电性好，化学性质较金刚石活泼。

    又如白磷和红磷，白磷是由正四面体结构的分子(P₄)组成，为白色腊状固体，有剧毒，易溶于CS₂，着火点低(40℃)，在空气中可自燃；红磷是较复杂的层状晶体，红色粉末，无毒，不溶于CS₂，着火点240℃。隔绝空气加热温度升至260℃时，白磷转变成红磷，红磷受热在416℃时先升华，蒸气冷却又变为白磷。

   O₂和O₃的分子组成不同，O₃是较O₂更活泼的氧化剂。

【定义】单原子分子或以共价键结合的有限分子靠范德华力凝聚而成的晶体，是典型的分子晶体。

【说明】

1.全部稀有元素单质、许多非金属单质、一些非极性氧化物和绝大部分有机化合物的晶体，都属于分子晶体。如果由同种非金属元素或由异种元素的“无限多”个原子以共价键结合而形成的是一个无限大分子的晶体，则属于原子晶体。

2.范德华力比化学键、氢键的结合力都弱，所以一般分子晶体的熔点低、硬度小。范德华力没有方向性和饱和性，所以分子晶体的内部微粒都有形成密堆积的趋势，特别是球形对称分子大都采取最密堆积形式。例如，Ne、Ar、Kr、Xe以及HCl、H₂S等晶体都为立方最密堆积(A₁型)，而He和H₂的晶体为六方最密堆积(A₃型)。

3.很多有机化合物晶体，由于对称性较差，往往堆积得不太紧密。但它的致密程度尽量跟它们的不规则形状协调一致。例如，在苯的晶体结构中，每个苯分子的平面几乎跟晶胞的Z轴平行，但分子在差不多互成直角的两个方向上倾斜于该轴，分子的中心位于晶胞的顶点和面心，形成一种变形的立方密堆积排列，以容纳非球形分子。

氢键是一种分子间相互作用，但不是范德华力，所以由氢键形成的晶体不属分子晶体，而属于氢键型晶体。

4. 大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO₂)、I₂、大多数有机物，其固态均为分子晶体。分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O₂、CO₂是气体，乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F₂、Cl₂、Br₂、I₂顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。但HF、H₂O、NH₃、CH₃CH₂OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。

5.分子组成的物质，其溶解性遵守“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，例如NH₃、HCl极易溶于水，难溶于CCl₄和苯；而Br₂、I₂难溶于水，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂。根据此性质，可用CCl₄、苯等溶剂将Br₂和I₂从它们的水溶液中萃取、分离出来。

【过渡晶体】指介于原子晶体、金属晶体、分子晶体之间的一种过渡型。例如，石墨晶体，在晶体内碳原子以sp² 杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子以共价键相连，六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成层状结构，在同一平面的碳原子各剩一个p轨道，上有一个电子，这个电子比较自由，相当于金属中的自由电子。石墨晶体中层与层之间以范德华力结合。属于过渡型晶体的还有黑磷、云母（一种天然硅酸盐)等。

     锡有三种同素异形体：灰锡(α体)、白锡(β体)、脆锡(γ体)，其转化温度为：

    银白色有光泽金属，质脆，晶体锗具有金刚石结构，密度5.35克/厘米³，熔点937.4℃，沸点2830℃。

     室温下在空气中较稳定，在高温下能被氧化。粉状锗可在氯或溴中燃烧。不溶于水和盐酸及稀硫酸。能溶于浓硝酸、浓硫酸或王水。不溶于稀苛性碱溶液；可溶于熔融的苛性碱、硝酸盐或碳酸盐，生成锗酸盐。能跟硫化合生成硫化锗。在1000℃以上可跟氢化合。

   高纯度锗是半导体材料，掺有微量特定杂质的锗单晶可用于制各种晶体管、整流器及其他器件，作为温差电池材料用于制太阳能电池、光电池，用于制热敏电阻、薄膜电阻、半导体温度计、专门透过红外线的锗窗、棱镜或透镜等。锗的化合物用于制荧光板及各种高折光率玻璃。锗属于稀散元素，没有可供工业开采的矿石，在地壳中占质量的7.0×10^-4，在煤、银、锡、锌、铜等矿中含有少量。近代工业生产主要以硫化锌矿、煤以及冶金废料或烟道灰尘中回收。

锗

 门捷列夫于1871年曾预言其存在，十四年后德国化学家文克勒于1885年在分析硫银锗矿时发现了锗，后由硫化锗与氢共热，制出了锗。提炼锗的原理是先将硫化物矿氧化，使矿石中的硫化锗转化为二氧化锗，再用盐酸溶解并蒸馏，利用四氯化锗的挥发性将它分离出来。再将四氯化锗水解，使其转变为二氧化锗，然后在低于540℃的温度用氢气还原氧化锗。

【硅烷】硅原子跟碳原子结构相似，可跟氢组成一系列硅氢化合物。硅氢化合物总称为硅烷，通式是Si_nH _2n+2，目前已制得的有一硅烷SiH₄也叫甲硅烷到六硅烷Si₆H₁₄共六种。
    甲硅烷：SiH₄，无色无臭气体、密度1.44克/升，熔点-185℃，沸点-111.8℃，不溶于水。 
    乙硅烷：Si₂H₆，无色无臭气体，密度2.87克/升，熔点-132.5℃，沸点-14.5℃，微水解。 
    其它硅烷是液体。硅烷都能溶于有机溶剂，如乙醇、苯、二硫化碳等。硅烷比烷烃化学性质活泼。所有硅烷热稳定性都很差。将高硅烷适当加热，分解为低硅烷。低硅烷(如SiH4)在温度高于500℃时分解为硅和氢气。有强还原性。在空气中能自燃，生成二氧化硅和水，并放出大量的热，可被一般氧化剂氧化，如：SiH₄+2KMnO₄=2MnO₂↓+K₂SiO₃+H₂↑+H₂O 

     室温下跟卤素发生爆炸性的反应。在强碱溶液中水解为硅酸盐和氢气。在卤化铝催化作用下，跟干燥的卤化氢反应，生成卤硅烷。用硅化镁跟盐酸反应，立即有气体放出，这种气体为硅烷的混合物，其中大部分为甲硅烷。还可用硅化镁跟溴化铵在液氨中反应制得。混合气体经液化后再分馏，得到不同硅烷。

硅烷处理剂

【二氧化硅】二氧化硅又称硅石，化学式SiO2。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。SiO2中Si—O键的键能很高，熔点、沸点较高(熔点1723℃，沸点2230℃)。自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。 

二氧化硅是酸性氧化物、硅酸的酸酐。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应，不跟一般的酸起作用。能与氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体。

SiO2+4HFSiF4↑+2H2O

有酸性氧化物的其它通性，高温下能与碱(强碱溶液或熔化的碱)反应生成盐和水。

常温下强碱溶液与SiO2缓慢地作用生成相应的硅酸盐。强碱溶液能腐蚀玻璃，故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞，若采用玻璃塞(玻璃中含SiO2)，会生成有粘性的硅酸钠，将玻璃瓶塞和瓶口粘结在一起。玻璃瓶内不能久放浓碱液。

高温下二氧化硅与碱性氧化物或某些金属的碳酸盐共熔，生成硅酸盐。

SiO2+CaOCaSiO3(炼铁造渣)

将此高温下熔融状态的硅酸钠降温、冷却，可得石英玻璃，它有良好的透过紫外线性能，可作水银灯罩、耐高温的化学仪器、石英坩埚和光学仪器等。

二氧化硅

【硅】元素符号Si，原子序数14，原子量28.086，外围电子排布3s²3p²，位于第三周期第ⅣA族，共价半径117皮米，离子半径42皮米，第一电离能786.1千焦/摩尔，电负性1.8。

有晶体和无定形两种同素异形体。晶体硅呈银灰色，有明显的金属光泽、晶格和金刚石相同，硬而脆，能导电，但导电率不如金属且随温度的升高而增加，属半导体。密度2.33克/厘米³，熔点1410℃，沸点2355℃，硬度7。

低温时单质硅不活泼，不跟空气、水和酸反应。室温下表面被氧化形成1000皮米二氧化硅保护膜。高温时能跟所有卤素反应，生成四卤化硅，跟氧气在700℃以上时燃烧生成二氧化硅。跟氯化氢气在500℃时反应，生成三氯氢硅SiHCl₃和氢气。高温下能跟某些金属(镁、钙、铁、铂等)反应，生成硅化物，如：

【干冰】化学式CO₂，固态二氧化碳的俗称。白色冰雪状固体，分子型晶体。无毒无腐蚀性，密度1.56克/厘米³(-79℃)、熔点-56.6℃(226.89千帕——5.2大气压)。受热后，在-78.5℃时不经过液态直接变成气体(升华)。常压下气化时可得-80℃左右的低温，减压蒸发可得更低的温度。用作低温致冷剂，用于冷冻食品的运输箱、冷藏卡车。与乙醚、氯仿或丙酮等有机溶剂组成的冷膏在施工中用于低温冷浴，还可用于人工降雨、灭火和制汽水等。使液态二氧化碳减压膨胀可制得干冰。

【四氧化三铅】俗称红丹或铅丹，红色氧化铅。化学式Pb₃O₄，式量685.57。橙红色晶体或粉末，密度9.1克/厘米³ ，不溶于水和醇。四氧化三铅中，有2/3的铅氧化数为+2，1/3的铅氧化数为+4，化学式可写作2PbO·PbO₂。根据结构应属于铅酸二价铅盐(Pb₂[PbO₄])。在加热至500℃以上时分解为一氧化铅和氧气。不溶于水。可溶于热碱溶液中。有氧化性，跟盐酸反应放出氯气；跟硫酸反应放出氧气。可被稀硝酸分解，其中2/3的铅被酸溶解，生成硝酸铅(Ⅱ)，其它为不溶的二氧化铅。一氧化铅有碱性，溶于稀硝酸，二氧化铅呈弱碱性，稍溶于酸。有毒。用于制铅玻璃、油漆、蓄电池、陶瓷、搪瓷。还用于制钢铁涂料。将一氧化铅粉末在空气中加热至450～500℃氧化制得。

       将Pb在纯O₂中加热，或者在673～773K间将PbO小心地加热，都可以得到红色的四氧化三铅Pb₃O₄粉末。这种化合物俗名“铅丹”或“红丹”。在它的晶体中既有Pb（IV）又有Pb（II），化学式可以写为2PbO·PbO₂。但根据其结构它应属于铅酸盐，所以化学式是Pb[PbO₄]。
   Pb₃O₄与HNO₃反应得到PbO₂：
          Pb₃O₄ + 4HNO₃ PbO₂↓+ 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂O
   这个反应也说明了在Pb₃O₄的晶体中有2/3的Pb(II)和1/3的Pb(IV)。
   铅丹用于制铅玻璃和钢材上用的涂料。因为它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈蚀效果好，所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。

四氧化三铅

【二氧化铅】又称棕色氧化铅。化学式PbO₂，式量239.19，棕色细片粉末。密度9.375克/厘米³，难溶于水和乙醇。将二氧化铅加热，它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物并放出氧 ,

     银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34克/厘米³，熔点327.5℃，沸点1740℃。有较强的抗放射性穿透的性能。有毒。

      在常温下在空气中，铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅失去光泽且防止进一步氧化。不溶于水。易和卤素、硫化合，生成PbCl₄、PbI₂、PbS等。熔融的铅跟空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。与盐酸反应放出氢气并生成微溶性的PbCl₂，覆盖在铅表面，使反应中止。与热浓盐酸反应生成HPbCl₃、和H₂。与稀硫酸反应放出氢并生成难溶的PbSO₄覆盖层，使反应中止。但易溶于热的浓硫酸生成Pb(HSO₄)₂并放出SO₂。跟稀硝酸或浓硝酸反应都可生成硝酸铅Pb(NO₃)₂。

     在有氧存在的条件下可溶于醋酸等有机酸，生成可溶性的铅盐。跟强碱溶液缓慢的反应放出氢气生成亚铅酸盐，如：Pb+2NaOH=Na₂PbO₃+H2↑

     在有氧气条件下跟水反应生成难溶的Pb(OH)₂。铅早在公元前三千年左右就被人类发现并应用。在地壳中质量百分比为0.0016％。主要存在于方铅矿(PbS)，白铅矿(PbCO₃)中。用作电缆，蓄电池、铸字合金、巴氏合金、金属结构的阴极保护层、防X射线等辐射的材料。用焦炭还原氧化铅制得。 

铅

【石墨】碳的一种同素异形体，是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp²杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相联，六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们互相重叠，形成离域的π键电子在晶格中能自由移动，可以被激发，所以石墨有金属光泽，能导电、传热。由于层与层间距离大，结合力(范德华力)小，各层可以滑动，所以石墨的密度比金刚石小，质软并有滑腻感。灰黑，不透明固体，密度2.25克/厘米³，熔点3652℃，沸点4827℃，硬度1。化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。687℃在氧气中燃烧生成二氧化碳。可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。

【金刚石】碳的一种同素异形体，典型的原子晶体。碳原子形成4个sp³ 杂化轨道，以共价键彼此相连，每个碳原子都处于与它相联的四个碳原子所组成的正四面体的中心，组成了晶体，整个晶体可以看成是一巨型分子。晶体属等轴晶系，常为八面体晶形。纯品无色透明、有强烈光泽，因含杂质呈蓝色、天蓝色、淡黄色、红色或黑色。密度3.15～3.53克/厘米³ ，熔点3550℃，沸点4827℃，硬度10，是最硬的物质。不导电。在紫外线下显淡青蓝色荧光。与各种化学试剂不起反应，777℃时能在氧气中燃烧生成二氧化碳。用作高级的研磨、钻孔、切割、拉丝工具。透明的经过琢磨称为钻石，是一种华贵的装饰品。自然界有少量金刚石矿。用人工方法可制造金刚石，如石墨在高温高压和催化剂作用下可转化成金刚石。

【硼】元素符号B，原子序数5，原子量10.81，外国电子排布式2s²2p¹，位于第二周期第ⅢA族。天然存在的硼由两种稳定的同位素硼-10(19.78％)和硼-11(80.22％)组成。硼有无定形和结晶形两种单质，无定形硼为棕黑色或黑色粉末；结晶形硼为乌黑色或银灰色有光泽，硬度与金刚石相近。共价半径82皮米，离子半径20皮米，电离势800.0千焦/摩尔，电负性2.0，主要氧化数+3。无定形硼密度2.3克/厘米³，晶形硼密度2.31克/厘米³，熔点2300℃，沸点2550℃。晶态硼已知有八种同素异形体。单质硼晶体是由B-12正二十面体的基本结构单元组成的。结晶硼属于原子晶体，因此，结晶硼的硬度大，熔点、沸点高，化学性质不够活泼。

无定形硼的化学性质比较活泼，室温时在空气中缓慢氧化，700℃以上能燃烧，生成氧化硼B₂O₃并放出大量的热，常温下跟氟化合生成三氟化硼BF₃，加热时跟氯、溴、硫等化合，高温时还与碳、氮或氨反应，分别得到硬度很大的碳化硼B₄C、氮化硼(BN)；加热时跟水蒸气反应生成氢氧化硼并放出氢气。

游离态的碳以金刚石和石墨两种单质形式存在，硅以化合态存在于二氧化硅和硅酸盐中，锗、锡主要以氧化物形式存在(锗石GeO2、锡石SnO2)、铅以硫化物存在居多。铅单质为金属晶体，其它四种元素的单质为原子晶体(石墨为层状晶体、白锡为金属晶体)。空气中的二氧化碳、地壳中各种碳酸盐、煤、石油里都含有大量的碳，脂肪、糖类、蛋白质及其它有机物都是含碳的化合物。碳和锡都有同素异形体(金刚石、石墨和碳-60，灰锡和白锡等)。

本族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增加，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱(得电子能力减弱)，金属性逐渐增强(失电子能力增强)。化学性质差异很大。

1.碳可以跟浓硫酸、硝酸反应，被氧化成二氧化碳，不与盐酸作用。硅不跟盐酸、硫酸、硝酸作用，只与氢氟酸反应。锗不和稀盐酸、稀硫酸反应，但能被浓H2SO4、浓HNO3氧化。锡和稀盐酸、稀H2SO4反应，生成低价锡Sn(Ⅱ)的化合物；跟浓H2SO4、浓HNO3反应生成高价锡Sn(Ⅳ)的化合物。铅跟盐酸、硫酸、硝酸都能反应被氧化成Pb2?。

2.能与碱液反应的有硅和锡，如生成硅酸根离子，放出氢气，表明锡不完全是金属性的。

3.在加热时都能跟氧反应，被氧化成CO2、SiO2和PbO等。

4.跟硫、氯共热生成相应的高价氯化物和硫化物，铅则生成PbS和PbCl2。

5.碳、硅跟金属共热生成碳化物和硅化物，锡、铅与金属形成合金。都不能直接与氢化合，其氢化物是间接制得的。

高温下有还原性，使一些金属氧化物或硅酸盐还原成金属。1600℃时SiC跟Al₂O₃反应得硅铝合金。将砂(二氧化硅)和焦炭的混合物，在电炉内加热至2000℃即可生成SiC，因其含杂质而带暗红色。

SiO₂+3CSiC+2CO↑

用于制砂轮、砂纸、磨料、耐火砖等。其单晶可制电子器件。

通常所说的金刚砂是磨料(粗的金刚石)、刚玉、碳化硅的总称。

碳化硅

【硅酸】原称偏硅酸， 化学式H₂SiO₃， 式量78.10。白色无定形粉末， 不溶于水。是一种二元弱酸， 电离平衡常数K₁=2×10^－10 (室温)。不溶于盐酸、硫酸， 溶于氢氟酸。溶于氢氧化钾或氢氧化钠溶液， 生成硅酸钾K₂SiO₃或硅酸钠Na₂SiO₃和水。熔点为150℃(分解)。加热到150℃以上时分解为二氧化硅和水， 二氧化硅是硅酸酐。用做气体和蒸气的吸收剂、催化剂或做其它催化剂的载体。由于二氧化硅不跟水化合， 所以硅酸主要通过硅酸盐溶液跟强酸反应制得。

硅酸实际是白色无定形二氧化硅的水合物，是不溶于水的二元弱酸，酸性化碳酸还弱。不溶于盐酸、硫酸，能溶于氢氟酸或氢氧化钠溶液。但它不能用二氧化硅和水作用得到，只能用可溶性硅酸盐与酸(包括碳酸)反应来制取。它很容易形成胶体溶液，制得的硅酸是胶冻状物质，沉淀析出。将其干燥脱水，变成白色透明多孔性的固体物质，一般称为硅胶(化学式mSiO2·nH2O)具有多孔结构吸附力强，能吸收多种气体和蒸气，且吸湿量很大，是实验室常用的干燥剂、吸附剂。

硅酸用于油脂和蜡的脱色及催化剂、气体吸附剂，密封玻璃瓶包装。硅胶作干燥剂。

【定义】在金属晶体里，金属离子和自由电子之间有较强的相 互作用，依靠这种作用把许多金属离子结合在一起，以这种方式结合的化学键叫做金属键。
【说明】
1. 金属自由电子模型可以解释金属的导电、导热、延展性和 有金属光泽等性质。但对金属比热、不同金属导电性差别以及导体、半导体和绝缘体之间的区别难以圆满解释。近代发展起来的金属键能带理论能够解释上述问题。
2. 金属键没有方向性和饱和性。

【定义】由原子、分子、离子等结构微粒在空间作有规则、周期性重复排列而成的具有一定几何多面体外形的固体,叫做晶体。

【说明】
1. 晶体所以有一定的外形,因为晶体内的结构粒子(原子、分 子、离子)之间靠一定的作用力紧密联系,并以确定的位置在空间作有规则的排列。按照结构粒子种类不同,它们作用力的性质也不同，于是晶体分成四个大类。第一类是离子晶体(如NaCl、 CsCl),晶体的结构粒子是金属正离子和卤素负离子，粒子间靠静电引力结合。第二类是原子晶体(如金刚石、Si0₂)，晶体的结构粒子是原子,依靠共价键结合在一起。第彐类是金属晶体(如钨、 铜等)，金属原子靠金属键结合。第四类是分子晶体(如干冰、苯晶体),结构粒子是分子,靠分子间力结合。
2. 晶体具有和无定形固体不同的特性。第一是晶体有均匀性和各向异性。各向异性是指在不同方向上有不同的光、电、热、 力学等性质，而晶体内各个部分的各向异性程度是完全均匀。 第二是晶体有对称性和对X-射线的衍射性。X射线的波长和晶体中原子间距属于同数量级。当用X-射线照射晶体时,会发生衍射现象。第三是晶体有自范性,即会自发地生长出由晶面、晶棱和顶点构成的完整几何多面体外形。第四是晶体有固定的熔点。晶体加热到一定温度便开始熔化。这时外界提供的能量全部用来熔化晶体,温度不再上升。直到晶体全部熔化后，温度才继续上升。
3.晶体的天然平面叫晶面,两个晶面的交线叫晶棱。晶体在 形成时可能产生缺陷或畸变，但晶面间夹角总是不变的。研究晶体结构所用的点阵理论可以近似地适用。
4.晶体结构的周期性包含两方面内容：一是重复周期的大小及变化规律;二是周期性变化的具体内容(即原子、离子或分子的种类、数目和连接方式等)。前者可用点阵表示,后者用结构基元表示。故晶体结构可概括为： 晶体结构==点阵+结构基元 ；一个结构基元可以抽象为几何学上一个点，即为一个阵点。这些阵点在空间按一定方式周期性排列形成空间点阵。

【定义】由金属键形成的晶体,叫做金属晶体。
【说明】
1. 金属键没有方向性。因此在靠金属键结合的金属晶体中， 原子(或离子)总是趋向于形成相互配位数高,又能充分利用空间的密堆积方式。由于每个原子的电子云分布基本上呈球形对称， 因此可把同一种金属原子看成是半径相等的圆球,每个圆球周围可依几何原理排列尽可能多的邻近圆球(一般是6个，连自己共7个)，然后无限延伸出去构成一个密置层。在这个密置层上还可以再叠第二层，……,这样形成等径球的空间密堆积结构。
2. 根据金属原子半径大小和密置层的不同堆积方式，可以有 以下4种密堆积结构。
(1) 配位数为12的立方面心最密堆积(A₁型，即重复ABC 三层的堆积，见下图左)，空间利用率为74. 06%，如Cu副族、 Pb、Al、Tl、Ni副族、Sr 等。
(2) 配位数为12的六方最密堆积(A₃型，即重复AB两层的堆积,见下图中)，空间利用率为74. 06%,如钪副族、Be、Mg、 Hf、Tc、Re、Co 等。
(3) 配位数为8 (或14)的立方体心密堆积(A₂型，见下图右)，空间利用率为68. 02%,如碱金属、Ⅴ副族、Cr副族、Ti、Zr、 Zn、Cd、Ca、Sr、Ba 等。

金属晶体

(4)配位数为4的金刚石型四面体 堆积(A₄型),空间利用率为34.01 %, 如 Si、Ge、Sn 等。

金属晶体

3. 金属晶体大多数熔点、沸点高， 硬度较大，有金属光泽,有良好的导电性、导热性和机械加工性能。

4. 大多数金属在温度降低时电阻减小，但即使温度接近绝对零度仍有电阻。目前发现少数金属或合金，当冷到一定的低温时，电阻几乎完全消失,出现超导性能。例如，当温度降到一371°C时，金属汞的电阻完全消失。

5.金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、铝、铁和铜等。金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子，金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起，金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键，自由电子在整个晶体中自由运动，金属具有共同的特性，如金属有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良好的延展性和机械强度。大多数金属具有较高的熔点和硬度，金属晶体中，金属离子排列越紧密，金属离子的半径越小、离子电荷越高，金属键越强，金属的熔、沸点越高。例如周期系IA族金属由上而下，随着金属离子半径的增大，熔、沸点递减。第三周期金属按Na、Mg、Al顺序，熔沸点递增。

【玻恩－哈伯循环法】由玻恩(Born)和哈伯(Haber)提出的求某一过程能量变化的方法。此法建立在热力学第一定律的基础上， 根据某过程总的能量变化等于各个分过程能量变化的总和的原理， 把某个变化过程设计成由若干个分过成组成的热力学循环， 即玻恩—哈伯循环。这样， 就可以根据已知的一些能量变化求出其中某一过程的能量变化。以求NaCl的晶格能为例， 设计出生成氯化钠晶体的热力学循环：

其中各个过程的能量变化是：ΔH_生成=411.0KJ·mol^－1 ， 为NaCl晶体的生成热；S=108.8KJ·mol^－1 为晶体钠的升华热；I=493.29KJ·mol^－1 为钠原子的第一电离能，D=119.7KJ·mol^－1 为mol Cl₂的解离能。E=－361.9KJ·mol^－1 为氯原子的电子亲和能；U晶格能为NaCl的晶格能是未知量。根据热力学第一定律可得出关系式：

=－411.0－(108.8＋493.29＋119.7－361.9)

=－770.9KJ·mol^－1