混合型
晶体(又称过渡型晶体),是指晶体内部同时存在着若干种不同的作用力,具有若干种晶体的结构和性质。这类晶体中,石墨晶体是一种典型的例子,它在内部结构中融合了
共价键、分子键和
金属键三种结合类型。混合型晶体可以进一步分为链状结构晶体和层状结构晶体两种类型,其中链状结构晶体如
硅酸盐,沿链的方向用力时,晶体容易裂开成
柱状或纤维状,如
石棉;层状结构晶体则如石墨,由sp2
杂化轨道重叠形成的大π键构成。
内部结构含有两种或两种以上键型的
晶体——混合键晶体。这些晶体在结构和性质上展现出其组成元素的多样性和复杂性。
石墨是一种典型的混合键型的晶体。在石墨晶体中,每个
碳通过sp2杂化与其他碳原子形成平面大分子(大共轭分子),由多层这样的平面大分子排列构成石墨。石墨晶体具有层状结构,其中平面层的每一个碳原子采用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键相连结,形成正六角形联接的平面网状结构层。每个碳原子还剩下一个p
电子,其轨道与
杂化轨道平面垂直,参与形成同层碳原子之间的π键,即大π键。大π键中的电子沿层面方向的活动能力很强,类似于金属中的自由电子,使得石墨沿层面方向
电导率较大。石墨层内相邻
碳之间的距离为142pm,以
共价键结合,而相邻两层间的距离为335pm,层与层之间的
引力较弱,类似于分子间力。层间结合力的弱点导致石墨
晶体在受到平行于石墨层的力作用时,各层易于滑动,从而裂成鳞状
薄片,因此石墨可用作
铅笔芯和
润滑剂。石墨晶体内既有共价键,又有类似
金属键的非定域键(成键
电子并不定域于两个
原子之间)和分子间力共同起作用,因此被称为混合键型的晶体。
纤维状
石棉属链状过渡型晶体,链中Si和O间以
共价键结合,
硅土链与
阳离子以
离子键结合,结合力不及链内共价键强,故石棉容易被撕成纤维。