晶體結構--第三章.

1、第三章晶體結構與性質教學目標教學目標、了解晶體的初步知識、了解晶體的初步知識,知道晶體與非晶體的本質知道晶體與非晶體的本質差異，學會識別晶體與非晶體的結構示意圖。知差異，學會識別晶體與非晶體的結構示意圖。知道晶胞的概念，了解晶胞與晶體的關系，學會通道晶胞的概念，了解晶胞與晶體的關系，學會通過分析晶胞得出晶體的組成。培養(yǎng)空間想像能力過分析晶胞得出晶體的組成。培養(yǎng)空間想像能力和進一步認識和進一步認識“物質結構決定物質性質物質結構決定物質性質”的客觀的客觀規(guī)律。規(guī)律。、了解分子晶體和原子晶體的晶體結構模型及其、了解分子晶體和原子晶體的晶體結構模型及其性質的一般特點。理解分子晶體和原子晶體的晶性質的一

2、般特點。理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質的關系。了解分子間作用力對物質體類型與性質的關系。了解分子間作用力對物質物理性質的影響。了解氫鍵及其物質物理性質的物理性質的影響。了解氫鍵及其物質物理性質的影響。影響。、知道金屬鍵的涵義能用金屬鍵理論解釋金屬的、知道金屬鍵的涵義能用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質能列舉金屬晶體的基本堆積模型了解金物理性質能列舉金屬晶體的基本堆積模型了解金屬晶體性質的一般特點理解金屬晶體的類型與性屬晶體性質的一般特點理解金屬晶體的類型與性質的關系質的關系 、能說明離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的、能說明離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結構特征解釋其物理性質。知道離子化合

3、物的熱結構特征解釋其物理性質。知道離子化合物的熱穩(wěn)定性與陰、陽離子的半徑和電荷有關。穩(wěn)定性與陰、陽離子的半徑和電荷有關。 了解晶了解晶格能的應用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶格能的應用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強弱體中離子鍵的強弱 能說出分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶能說出分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構基元以及物理性質方面的主要區(qū)別體的結構基元以及物理性質方面的主要區(qū)別第三章 晶體結構與性質第一節(jié)晶體的常識 你知道固體有晶體和你知道固體有晶體和非晶體之分嗎？能否非晶體之分嗎？能否舉例說明？舉例說明？ 一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體膽膽礬礬 明明礬礬晶晶

4、體體冰冰糖糖晶晶體體 水水晶晶水晶石水晶石祖祖 母母 綠綠綠寶石貓 眼 石 紫水晶 黃黃 水水 晶晶 黃黃 水水 晶晶 Na+ Cl-金剛石晶體金剛石晶體結構示意圖結構示意圖干冰晶體結構干冰晶體結構玻璃結構示意圖玻璃結構示意圖BOSiM晶體晶體SiO2和非晶體和非晶體SiO2的投影示意圖的投影示意圖1、什么是晶體？什么是非晶體？、什么是晶體？什么是非晶體？ 定義：定義：晶體晶體具有規(guī)則幾何外形的固體具有規(guī)則幾何外形的固體 非晶體非晶體沒有規(guī)則幾何外形的固體沒有規(guī)則幾何外形的固體2、晶體有什么特點和性質？、晶體有什么特點和性質？特點和性質：特點和性質： （1） 晶體有自范性（晶體有自范性（幾何幾

5、何外形和內部質點排外形和內部質點排 列的高度有序性，列的高度有序性，非晶體沒有非晶體沒有） （2）晶體具有各向異性（）晶體具有各向異性（非晶體不具有各向異非晶體不具有各向異性性） （3）晶體具有固定的熔點（）晶體具有固定的熔點（非晶體不具有固定非晶體不具有固定的熔點的熔點）3、晶體和非晶體的本質區(qū)別是什么？、晶體和非晶體的本質區(qū)別是什么？晶體的自范性即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面晶體的自范性即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質。體外形的性質。3、晶體與非晶體的本質區(qū)別在于、晶體與非晶體的本質區(qū)別在于 構成固體的粒子在三維空間里是構成固體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列否呈現(xiàn)周期性的有序排列4、

6、晶體形成的途徑：、晶體形成的途徑：熔融態(tài)物質凝固熔融態(tài)物質凝固.氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華凝華).溶質從溶液中析出溶質從溶液中析出.思考思考: :根據(jù)已有知識根據(jù)已有知識,舉例說明如何舉例說明如何制得晶體制得晶體?思考與交流思考與交流: : 1.如何鑒別晶體和非晶體如何鑒別晶體和非晶體? （1）性質差異）性質差異如外形、硬度、熔點、折如外形、硬度、熔點、折光率光率（2）區(qū)分晶體和非晶體最科學的方法是對固）區(qū)分晶體和非晶體最科學的方法是對固體進行體進行X-射線衍射實驗射線衍射實驗。2 2、某同學在網(wǎng)站找到一張玻璃的結構示意圖如、某同學在網(wǎng)站找到一張玻璃的結構示

7、意圖如圖所示，這張圖說明玻璃是不是晶體圖所示，這張圖說明玻璃是不是晶體? ?為什么為什么? ?3 3、根據(jù)晶體物理性質的各向異性的特點，人們、根據(jù)晶體物理性質的各向異性的特點，人們很容易識別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉出一很容易識別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉出一些可能有效的方法鑒別假寶石嗎些可能有效的方法鑒別假寶石嗎? ? 分組探討分組探討 本節(jié)小結：本節(jié)小結：一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體 1、定義：晶體、定義：晶體具有規(guī)則幾何外形的固體具有規(guī)則幾何外形的固體 非晶體非晶體沒有規(guī)則幾何外形的固體沒有規(guī)則幾何外形的固體2、特點和性質：、特點和性質： （1） 晶體有自范性晶體有自范性 （2）

8、晶體具有各向異性）晶體具有各向異性 （3）晶體具有固定的熔點）晶體具有固定的熔點3、晶體與非晶體的本質區(qū)別在于、晶體與非晶體的本質區(qū)別在于構成固體的粒子構成固體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列5、晶體和非晶體的鑒別、晶體和非晶體的鑒別4、晶體形成的途徑：、晶體形成的途徑：1、下列關于晶體與非晶體的說法正確的是、下列關于晶體與非晶體的說法正確的是 A、晶體一定比非晶體的熔點高、晶體一定比非晶體的熔點高 B、晶體有自范性但排列無序、晶體有自范性但排列無序 C、非晶體無自范性而且排列無序、非晶體無自范性而且排列無序 D、固體、固體SiO2一定是晶體一定是

9、晶體2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學方法是、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學方法是 A、熔沸點、熔沸點 B、硬度、硬度 C、顏色、顏色 D、x-射線衍射實驗射線衍射實驗CD課堂練習課堂練習二二晶胞晶胞1.描述晶體結構的基本單元叫做晶胞描述晶體結構的基本單元叫做晶胞蜂巢與蜂室蜂巢與蜂室銅晶體銅晶體銅晶胞銅晶胞 晶體與晶胞的關系可用蜂巢與峰室的關系比喻，晶體與晶胞的關系可用蜂巢與峰室的關系比喻，然而蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。然而蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。晶胞一般是平行六面體，整塊晶體晶胞一般是平行六面體，整塊晶體可看作數(shù)量巨大的晶胞可看作數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置無隙并置

10、”而成（晶胞間無間隙，平行排列）而成（晶胞間無間隙，平行排列）金剛石的多面體外形、晶體結構和晶胞示意圖金剛石的多面體外形、晶體結構和晶胞示意圖NaCl晶體結構和晶胞晶體結構和晶胞思考與交流思考與交流: :上述銅晶體、金剛石、上述銅晶體、金剛石、NaCl晶體的晶胞空間構形是怎晶體的晶胞空間構形是怎樣的？樣的？ 平行六平行六面體面體無隙并置無隙并置思考：思考： 銅晶胞含有銅晶胞含有4個銅原子，為什么不個銅原子，為什么不是是14個？個？ 2、晶胞中原子個數(shù)的計算晶胞中原子個數(shù)的計算晶胞中原子個數(shù)的計算晶胞中原子個數(shù)的計算體心：體心：1面心面心:1/2頂點頂點:1/8棱邊棱邊:1/4Cl-Na+1 2

11、3 45 6 78 立方晶胞立方晶胞體心：體心：1面心：面心： 1/2棱邊：棱邊： 1/4頂點：頂點： 1/8小結小結: :晶胞對質點的占有率晶胞對質點的占有率探究探究: : 下圖依次是金屬鈉下圖依次是金屬鈉(Na)(Na)、金屬鋅、金屬鋅(Zn)(Zn)、碘、碘(1(12 2) )、金剛石、金剛石(C)(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個原子晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個原子? ?鈉、鋅晶胞都是：鈉、鋅晶胞都是：8 81/8+1=21/8+1=2；碘：（碘：（8 81/8+61/8+61/21/2）2=82=8；金剛石：金剛石：8 81/8+61/8+61/2+4=81/

12、2+4=8。例例:2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高記錄。如圖所示的是金屬化合物超導溫度的最高記錄。如圖所示的是該化合物的晶體結構單元：鎂原子間形成正六棱該化合物的晶體結構單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有柱，且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子，個鎂原子，6個硼個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可表示為原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可表示為A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2典例分析典例分析Mg原子的數(shù)目：原子的數(shù)目：121/6+21/2=3B原子的數(shù)目：原子的數(shù)目：6故化學式可表示為故化學

13、式可表示為 Mg2B典例分析典例分析立方晶胞立方晶胞體心：體心： 1面心：面心：1/2棱邊：棱邊： 1/4頂點：頂點：1/8二二晶胞晶胞1、概念：描述晶體結構的基本單元、概念：描述晶體結構的基本單元 叫做晶胞叫做晶胞2、晶胞中原子個數(shù)的計算晶胞中原子個數(shù)的計算3、如圖所示晶體中每個陽離子、如圖所示晶體中每個陽離子A或陰離子或陰離子B，均可被，均可被另一種離子以四面體形式包圍著，則該晶體對應的化另一種離子以四面體形式包圍著，則該晶體對應的化學式為學式為AAB BA2B CAB3 DA2B34、右面圖形是石墨晶體的層面結構圖，、右面圖形是石墨晶體的層面結構圖，試分析圖形推測層面上每個正六邊型擁有的

14、試分析圖形推測層面上每個正六邊型擁有的共價鍵數(shù)和碳原子數(shù)是分別：共價鍵數(shù)和碳原子數(shù)是分別：A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2 5、某離子晶體晶胞結構如右圖所示，、某離子晶體晶胞結構如右圖所示，X位于立方體位于立方體的頂點，的頂點， Y位于立方體的中心，晶體中距離最近的位于立方體的中心，晶體中距離最近的兩個兩個X與一個與一個Y形成的夾角形成的夾角XYX的角度為：的角度為：A. 90 B. 60 C. 120 D. 109286、圖是超導化合物一鈣鈦礦晶體中最小重復單元、圖是超導化合物一鈣鈦礦晶體中最小重復單元(晶晶胞胞)的結構的結構.請回答：請回答：(1)該化合物的化學式為該化合物的

15、化學式為_.(2)在該化合物晶體中，與某個鈦離在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共子距離最近且相等的其他鈦離子共有有_個個.(3)設該化合物的相對分子質量為設該化合物的相對分子質量為M，密度為密度為 阿伏加德羅常數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶體中鈣離子與鈦離子之間，則晶體中鈣離子與鈦離子之間的最短距離為的最短距離為_.3/ cmagCaTiO367、如圖是、如圖是CsCl晶體的晶胞（晶體中最小的重復單元）晶體的晶胞（晶體中最小的重復單元）已知晶體中已知晶體中2個最近的個最近的Cs+核間距離為核間距離為acm，氯化銫，氯化銫的相對分子質量為的相對分子質量為M，NA為阿佛加德

16、為阿佛加德羅常數(shù)，則羅常數(shù)，則CsCl晶體的密度為晶體的密度為（單位：克（單位：克/cm3）A、8M/a3NA B、a3M/8NAC、M/a3NA D、a3M/NA第三章 晶體結構與性質第二節(jié)分子晶體與原子晶體交流交流討論討論 雪花、冰糖、食鹽、水晶雪花、冰糖、食鹽、水晶和電木（酚醛樹脂）這些固體和電木（酚醛樹脂）這些固體是否屬于晶體？若不是晶體，是否屬于晶體？若不是晶體，請說明理由。請說明理由。觀察與思考：下列兩種晶體有什么共同點？碘晶體結構碘晶體結構干冰晶體結構干冰晶體結構一、分子晶體一、分子晶體 構成晶體的粒子是分子，粒構成晶體的粒子是分子，粒子間以分子間作用力（范德華力，子間以分子間作

17、用力（范德華力，氫鍵）相互作用的晶體叫分子晶氫鍵）相互作用的晶體叫分子晶體。體。1 1、概念、概念 （1 1）所有非金屬氫化物：）所有非金屬氫化物：H H2 2O O，H H2 2S S，NHNH3 3， CHCH4 4，HXHX（2 2）部分非金屬單質）部分非金屬單質: :X X2 2，O O2 2，H H2 2， S S8 8，P P4 4， C C6060 （3 3）部分非金屬氧化物）部分非金屬氧化物: : COCO2 2， SOSO2 2， NONO2 2， P P4 4O O6 6， P P4 4O O1010（4 4）幾乎所有的酸：）幾乎所有的酸：H H2 2SOSO4 4，HNO

18、HNO3 3，H H3 3POPO4 4（5 5）絕大多數(shù)有機物的晶體：）絕大多數(shù)有機物的晶體：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖2、典型的分子晶體：、典型的分子晶體：氧（O2）的晶體結構碳60的晶胞干冰的晶體結構圖 只有范德華力，無分子間氫鍵只有范德華力，無分子間氫鍵分分子密堆積。子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有這類晶體每個分子周圍一般有1212個緊鄰的分子，如：個緊鄰的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2。4、晶體結構特征、晶體結構特征（1 1）密堆積）密堆積 有分子間氫鍵有分子間氫鍵氫鍵具有方向性氫鍵具有方向性, ,使晶體使晶體中的空間利率不高中的空間

19、利率不高, ,留有相當大的空隙留有相當大的空隙. .這種晶這種晶體體不具有分子密堆積特征。不具有分子密堆積特征。如如：HF HF 、NH3NH3、冰、冰（每個水分子周圍只有（每個水分子周圍只有4 4個緊鄰的水分子）。個緊鄰的水分子）。（2 2）非密堆積）非密堆積籠狀化合物籠狀化合物科學視野科學視野天然氣水合物天然氣水合物一種潛在的能源一種潛在的能源7.7. 要數(shù)出一個要數(shù)出一個COCO2 2周圍緊鄰多少個周圍緊鄰多少個COCO2 2，可，可以以教科書圖以以教科書圖3-123-12中的任一頂點為體心在其周中的任一頂點為體心在其周圍圍“無隙并置無隙并置”八個八個COCO2 2晶胞，周圍緊鄰的晶胞，

20、周圍緊鄰的COCO2 2分分子數(shù)為子數(shù)為1212個。個。 或利用晶胞進行數(shù)學計算：與任意頂點或利用晶胞進行數(shù)學計算：與任意頂點COCO2 2緊鄰的緊鄰的COCO2 2是該頂點所處面的面心，共有三個分是該頂點所處面的面心，共有三個分子。若以該頂點形成立方體，則需要八個與此子。若以該頂點形成立方體，則需要八個與此相同的晶胞，則由相同的晶胞，則由3 38=248=24個緊鄰個緊鄰COCO2 2，但每一，但每一個個COCO2 2都屬于兩個晶胞，所以總數(shù)應為都屬于兩個晶胞，所以總數(shù)應為: : 24 242=122=12個。個。P72 P72 習題習題 7 7 CO2和和SiO2的一些物理性質如下表所示，

21、通過的一些物理性質如下表所示，通過比較試判斷比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。晶體是否屬于分子晶體。 碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，為什么為什么CO2晶體的熔、沸點很低，而晶體的熔、沸點很低，而SiO2晶體晶體的熔沸點很高？的熔沸點很高？18010928SiO共價鍵共價鍵二氧化硅晶體結構示意圖二氧化硅晶體結構示意圖10928 共價鍵金剛石的晶體結構示意圖二原子晶體（共價晶體）二原子晶體（共價晶體） 構成晶體的粒子是原子，所有的構成晶體的粒子是原子，所有的相鄰原子間都以共價鍵相結合而形成相鄰原子間都以共價鍵相結合而形成空間立體網(wǎng)狀結構的晶體

22、?？臻g立體網(wǎng)狀結構的晶體。1 1、概念：、概念：觀察觀察思考思考 對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？晶體有何物理特性？2、原子晶體的物理特性、原子晶體的物理特性（1）熔點和沸點高；）熔點和沸點高；（2）硬度大；）硬度大；（3）一般不導電；）一般不導電；（4）且難溶于一些常見的溶劑。）且難溶于一些常見的溶劑。 在原子晶體中，由于原子間以較強的在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結共價鍵相結合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結構，所以原子晶體有特殊的物理性質。構，所以原子晶體有特殊的物理性質。3 3、常見的原子晶體、常見的原子

23、晶體（1）某些非金屬單質： 金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等（2）某些非金屬化合物： 碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體（3）某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶體、-Al2O3解釋：結構相似的原子晶體，原子半徑越解釋：結構相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大。碳、硅、鍺原小，鍵長越短，鍵能越大。碳、硅、鍺原子半徑依次增大，鍵長依次增大，鍵的強子半徑依次增大，鍵長依次增大，鍵的強度依次減弱。故它們熔點和硬度依次下降。度依次減弱。故它們熔點和硬度依次下降。即金剛石硅鍺即金剛石硅鍺學學 與與 問問1 1、怎樣從原子結構角度理解金剛石、硅、怎樣從原子結構

24、角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？和鍺的熔點和硬度依次下降？2 2、“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體具有共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？這種說法對嗎？為什么？分子晶體、原子晶體結構與性質關系的比較分子晶體、原子晶體結構與性質關系的比較 晶體類型晶體類型分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體結結構構粒子間的作用力粒子間的作用力性性質質硬度硬度溶、沸點溶、沸點導電導電溶解性溶解性構成晶體粒子構成晶體粒子分子分子原子原子分子間作用力分子間作用力共價鍵共價鍵結構、性質結構、性質較小較小較大較大較低較低很高很高固態(tài)和熔融狀固態(tài)和熔融狀態(tài)都不導電態(tài)都不導電不導電不導電相似相溶相似相溶難

25、溶于常見溶劑難溶于常見溶劑1.551.551010-10-10m m石墨石墨金剛石金剛石思考：（1 1）石墨為什么很軟？）石墨為什么很軟？（2 2）石墨的熔沸點為什么很高？）石墨的熔沸點為什么很高？石墨的熔點為什么高于金剛石？石墨的熔點為什么高于金剛石？（3）石墨屬于哪類晶體？為什么？）石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，容易滑動，所以石墨很軟。容易滑動，所以石墨很軟。它們都有很強的它們都有很強的C-CC-C共價鍵。在石墨共價鍵。在石墨中各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子中各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵（大之間存

26、在很強的共價鍵（大鍵）鍵）， C-CC-C鍵長比金剛石的短，鍵的強度大，鍵長比金剛石的短，鍵的強度大，故其熔點金剛石高。故其熔點金剛石高。石墨為混合鍵型晶體。石墨為混合鍵型晶體。 熔點熔點（） 沸點沸點（）石墨石墨3652365248274827金剛石金剛石 3550355048274827P72 習題習題 參考答案參考答案1. 分子晶體分子晶體 原子晶體原子晶體2. 分子晶體分子晶體 原子晶體原子晶體 3.3.5.5.屬于分子晶體的有：屬于分子晶體的有：干冰、冰、硫磺、干冰、冰、硫磺、C60C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有氣體的晶體、碘、白磷、苯甲酸、稀有氣體的晶體、氧的晶體、氮的晶體；、氧的

27、晶體、氮的晶體；屬于原子晶體的有：屬于原子晶體的有：金剛石、石英、金剛砂金剛石、石英、金剛砂4. 4. 只認識到冰中含有共價鍵（即氫元素和只認識到冰中含有共價鍵（即氫元素和氧元素之間的共價鍵），而沒有認識冰晶氧元素之間的共價鍵），而沒有認識冰晶體中水分子與其他水分子之間的作用力是體中水分子與其他水分子之間的作用力是范德華力和氫鍵，不是化學鍵，所以誤認范德華力和氫鍵，不是化學鍵，所以誤認為冰是原子晶體。為冰是原子晶體。第三章 晶體結構與性質第三節(jié)金屬晶體 一一、金屬共同的物理性質金屬共同的物理性質容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共

28、同性質呢金屬為什么具有這些共同性質呢? ?二、金屬的結構二、金屬的結構 問題：構成金屬晶體的粒子有哪些？問題：構成金屬晶體的粒子有哪些？組成粒子：組成粒子：金屬陽離子和自由電子金屬陽離子和自由電子1.“1.“電子氣理論電子氣理論”( (自由電子理論自由電子理論) )金屬原子脫落來的價電子形成遍布整金屬原子脫落來的價電子形成遍布整個晶體的個晶體的“電子氣電子氣”, ,被所有原子所共用，被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。從而把所有的原子維系在一起。2. 2.這種金屬原子間由于電子氣產這種金屬原子間由于電子氣產生的作用生的作用.( .(金屬鍵強弱判斷金屬鍵強弱判斷: :陽離子所帶電荷多、

29、陽離子所帶電荷多、半徑小金屬鍵強，熔沸點高。半徑小金屬鍵強，熔沸點高。3、金屬晶體：、金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單通過金屬鍵作用形成的單質晶體質晶體【討論討論1 1】 金屬為什么易導電金屬為什么易導電 ？ 在金屬晶體中，存在著許多自由電在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下向的，但在外加電場的條件下自由電子自由電子就會就會發(fā)生定向運動發(fā)生定向運動，因而形成電流，所，因而形成電流，所以金屬容易導電。以金屬容易導電。三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯(lián)系聯(lián)系【討論討論2 2】

30、金屬為什么易導熱？金屬為什么易導熱？ 金屬容易導熱，是由于金屬容易導熱，是由于自由電子自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分度高的部分傳到溫度低的部分，從，從而使整塊金屬達到相同的溫度。而使整塊金屬達到相同的溫度?！居懻撚懻? 3】金屬為什么具有較好的延展性？金屬為什么具有較好的延展性？ 金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的的相互作用沒有方向性相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易

31、斷裂。而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。 不同的金屬在某些性質方面，如不同的金屬在某些性質方面，如密度密度、硬硬度度、熔點熔點等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關。子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關。金屬的延展性金屬的延展性自由電子自由電子+金屬離子金屬離子金屬原子金屬原子位錯位錯+ + + + + + +資資料料金屬之最金屬之最熔點最低的金屬是熔點最低的金屬是- 汞汞熔點最高的金屬是熔點最高的金屬是- 鎢鎢密度最小的金屬是密度最小的金屬是- 鋰鋰密度最大的金屬是密度最大的金屬是- 鋨鋨硬度最小的金屬是硬度最小的金屬是-

32、銫銫硬度最大的金屬是硬度最大的金屬是- 鉻鉻最活潑的金屬是最活潑的金屬是-銫銫最穩(wěn)定的金屬是最穩(wěn)定的金屬是-金金延性最好的金屬是延性最好的金屬是- 鉑鉑展性最好的金屬是展性最好的金屬是- 金金1 1、金屬晶體的形成是因為晶體中存在、金屬晶體的形成是因為晶體中存在 （ ）A.A.金屬離子間的相互作用金屬離子間的相互作用B B金屬原子間的相互作用金屬原子間的相互作用 C.C.金屬離子與自由電子間的相互作用金屬離子與自由電子間的相互作用 D.D.金屬原子與自由電子間的相互作用金屬原子與自由電子間的相互作用 C練習練習2 2金屬能導電的原因是金屬能導電的原因是（ ）A.A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電

33、子間的金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的 相互作用較弱相互作用較弱 B B金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動可發(fā)生定向移動 C C金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動下可發(fā)生定向移動 D D金屬晶體在外加電場作用下可失去電子金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 C3 3、下列敘述正確的是（、下列敘述正確的是（ ）A.A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子有陰離子B B原子晶體中只含有共價鍵原子晶體中只含有共價鍵 C.C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共離子

34、晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵價鍵 D D分子晶體中只存在分子間作用力，分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵不含有其他化學鍵 B 4 4、為什么堿金屬單質、為什么堿金屬單質的熔沸點從上到下逐漸降低，的熔沸點從上到下逐漸降低， 而鹵素單質的熔沸點從而鹵素單質的熔沸點從上到下卻升高？上到下卻升高？ 二二 金屬晶體的密堆積結構金屬晶體的密堆積結構思考：思考：1、金屬原子在形成晶體時有幾種堆積方式？、金屬原子在形成晶體時有幾種堆積方式？金屬晶體的原子平面堆積模型金屬晶體的原子平面堆積模型 （a）非密置層 （b）密置層哪種排列方式哪種排列方式圓球周圍剩余圓球周圍剩余空隙最小？空隙最小？ 簡單

35、立方堆積（簡單立方堆積（PoPo）金屬晶體的原子空間堆積模型金屬晶體的原子空間堆積模型1 1金屬晶體的堆積方式金屬晶體的堆積方式簡單立方堆積簡單立方堆積 晶胞的形狀是什晶胞的形狀是什么？含幾個原子？么？含幾個原子？ 體心立方堆積（體心立方堆積（ IA，VB，VIB）金屬晶體的原子空間堆積模型金屬晶體的原子空間堆積模型2 2金屬晶體的堆積方式金屬晶體的堆積方式鉀型鉀型三維堆積三維堆積四種方式四種方式 簡簡單單立立方方堆堆積積鉀型鉀型體心體心立方立方由由非非密密置置層層一一層層一一層層堆堆積積而而成成123456 第二層第二層 對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準對第一層來講最緊密的堆積方式是將

36、球對準 1，3，5 位。位。 ( 或對準或對準 2，4，6 位，其情形是一樣的位，其情形是一樣的 )123456AB， 關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。密的堆積方式。 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA 第一種是將球對準第一層的球。第一種是將球對準第一層的球。123456 于是于是每兩層形成一個周期每兩層形成一個周期，即即 AB AB 堆積方式，形成六堆積方式，形成六方緊密堆積方緊密堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 。 ( 同層同層 6，上下層各上下層各 3 )六方密堆積六方密堆

37、積 第三層的第三層的另一種另一種排列排列方式，方式，是將球對準第一層是將球對準第一層的的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 兩層的位置兩層的位置，這是這是 C 層。層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三層一個周三層一個周期。期。 得到面心立方堆積得到面心立方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 。( 同層同層 6， 上下層各上下層各 3 ) 鎂型鎂型銅型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式金屬晶體的兩種最密堆積方式三、金屬晶體的四種堆積模型對比三、金屬晶體的四種堆積模

38、型對比堆積模型堆積模型典型代表典型代表空間利空間利用率用率配位數(shù)配位數(shù)晶胞晶胞簡單立方簡單立方鉀型鉀型( bcp )鎂型鎂型(hcp)銅型銅型(ccp)閱讀課文閱讀課文7979資料卡片資料卡片，并填寫下表，并填寫下表金屬晶體的四中堆積模型對比金屬晶體的四中堆積模型對比1 1下列有關金屬元素特征的敘述中正確的是下列有關金屬元素特征的敘述中正確的是A A金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性性B B金屬元素在化合物中一定顯正價金屬元素在化合物中一定顯正價C C金屬元素在不同化合物中的化合價均不同金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D D金屬金屬單質的熔點總是

39、高于分子晶體單質的熔點總是高于分子晶體能力訓練能力訓練2 2關于關于AA族和族和AA族元素的下列說法中正確的是族元素的下列說法中正確的是A A同一周期中，同一周期中，AA族單質的熔點比族單質的熔點比AA族的高族的高B B濃度都是濃度都是0.01molL0.01molL1 1時，氫氧化鉀溶液的時，氫氧化鉀溶液的pHpH比比氫氧化鋇的小氫氧化鋇的小C C氧化鈉的熔點比氧化鎂的高氧化鈉的熔點比氧化鎂的高D D加熱時碳酸鈉比碳酸鎂易分解加熱時碳酸鈉比碳酸鎂易分解3 3有有A A、B B、C C三種元素。已知三種元素。已知4gA4gA元素的單質元素的單質與水作用，標況下放出與水作用，標況下放出H H2

40、22.24L2.24L，反應中有，反應中有1.2041.20410102323個電子發(fā)生轉移。個電子發(fā)生轉移。B B元素可與元素可與A A形成形成ABAB2 2型的離子化合物，且知型的離子化合物，且知A A、B B的離子具有相同的離子具有相同的核外電子排布。元素的核外電子排布。元素C C的氣態(tài)氫化物可與其的氣態(tài)氫化物可與其最高價氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原反應生成最高價氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原反應生成鹽，鹽，1mol1mol該鹽含該鹽含4242個電子。據(jù)此填寫下列空白：個電子。據(jù)此填寫下列空白：（1 1）元素符號：）元素符號：A_A_，B_B_，C_C_。 （2 2）用電子式表示）用電子式

41、表示C C的氣態(tài)氫化物的形成過程的氣態(tài)氫化物的形成過程_；它與；它與B B的氣態(tài)氫化物反應時有的氣態(tài)氫化物反應時有_現(xiàn)象發(fā)生，生成物的電子式現(xiàn)象發(fā)生，生成物的電子式_，它屬于，它屬于_晶體。晶體。4 4、某些金屬晶體、某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子的原子按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體結按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體結構中可以劃出一塊正立方體的結構單元，構中可以劃出一塊正立方體的結構單元，金屬原子處于正立方體的八個頂點和六個金屬原子處于正立方體的八個頂點和六個側面上，試計算這類金屬晶體中原子的空側面上，試計算這類金屬晶體中原子的空間利用率。間利用率。 5 5、單質硼有無定形和晶體

42、兩種，參考下列數(shù)據(jù)回答：、單質硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)回答： 金剛石金剛石晶體硅晶體硅晶體硼晶體硼熔點熔點(K)沸點沸點(K)硬度硬度(moh(moh) 3823 5100 10 10 1683 2628 7 70 0 2573 2823 9 95 5 (1)晶體硼的晶體類型屬于晶體硼的晶體類型屬于_晶體。晶體。(2)已知晶體硼的基本結構單元是由已知晶體硼的基本結構單元是由B原子原子構成的正二十面體，其中有構成的正二十面體，其中有20個等邊三角個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂點各有形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂點各有一個一個B原子。通過觀察圖形及推算，可知此原子。通過觀察圖形

43、及推算，可知此結構單元是由結構單元是由_個個B原子構成，原子構成，其中其中BB鍵間的夾角是鍵間的夾角是_。 第三章 晶體結構與性質第四節(jié)離子晶體(1)1)離子鍵的形成離子鍵的形成Na (3sNa (3s1 1)- e)- e NaNa+ + (2s (2s2 22p2p6 6) )NaClNaClCl(3sCl(3s2 23p3p5 5) +e) +e ClCl- - (3s (3s2 23p3p6 6) )離子鍵離子鍵與與離子型化合物離子型化合物。正負離子由靜電作用形成的化學鍵正負離子由靜電作用形成的化學鍵（2 2）影響離子鍵強度的因素）影響離子鍵強度的因素1 1離子電荷數(shù)的影響：離子電荷數(shù)

44、的影響： 離子所帶電荷多，離子鍵強離子所帶電荷多，離子鍵強 。 2 2離子半徑的影響：離子半徑的影響： 離子半徑大，離子間距大，作用力小；離子半徑大，離子間距大，作用力小；相反，半徑小，作用力大。相反，半徑小，作用力大。（3）常見的離子化合物）常見的離子化合物a. 活潑的金屬與活潑的非金屬形成的化活潑的金屬與活潑的非金屬形成的化合物合物b. 大多數(shù)金屬氧化物大多數(shù)金屬氧化物c. 含氧酸鹽（包括銨鹽）含氧酸鹽（包括銨鹽）d.大多數(shù)堿大多數(shù)堿各種離子晶體一、離子晶體一、離子晶體1、定義：陽離子和陰離子通過離子鍵結、定義：陽離子和陰離子通過離子鍵結合成的晶體合成的晶體2、構成微粒：陰陽離子、構成微粒

45、：陰陽離子3、微粒間作用：離子鍵、微粒間作用：離子鍵（1）硬度較大）硬度較大（2）熔、沸點較高）熔、沸點較高（3）固態(tài)時不導電，熔化狀態(tài)才導電。）固態(tài)時不導電，熔化狀態(tài)才導電。思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處于晶胞的什么位置？于晶胞的什么位置？頂點和面心是頂點和面心是鈉鈉離子離子棱上和體心是棱上和體心是氯氯離子離子晶晶體體的的微微觀觀結結構構NaClNaCl氯化鈉晶體的堆積方式氯化鈉晶體的堆積方式Na+Cl-3156241542366CsClCsCl晶體的結構晶體的結構銫離子銫離子 氯離子氯離子 氯化銫晶體中氯化銫晶體中氯離子和銫離氯離子和銫離子分別

46、處于晶子分別處于晶胞的什么位置？胞的什么位置？銫離子位于頂點，銫離子位于頂點，氯離子位于體心。氯離子位于體心。氯化銫晶體氯化銫晶體 CsClCsCl晶體中離子的配位數(shù)晶體中離子的配位數(shù)（1 1）每個晶胞含銫離子、）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)？氯離子的個數(shù)？NaCl，CsCl晶體中的配位數(shù)晶體中的配位數(shù)離子晶體離子晶體陰離子陰離子配位數(shù)配位數(shù)陽離子陽離子配位數(shù)配位數(shù) NaCl CsCl66881.1.幾何因素幾何因素2.2.電荷因素電荷因素3.3.鍵性因素鍵性因素1 1、幾何因素、幾何因素配位數(shù)與配位數(shù)與 r +/ r 之比相關：之比相關：0.225 0.414 4 配位配位 0.414 0.732 6 配位配位0.732 1.000 8 配位配位NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.9332 2、電荷因素、電荷因素CaF2的晶胞的晶胞例：例：CaF2的晶體中，的晶體中，Ca2和和F的個數(shù)之比的個數(shù)之比_，電，電荷數(shù)之比荷數(shù)之比_，Ca2配位配位數(shù)是數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)是的配位數(shù)是_。由正負離子的電荷比影響由正負離子的電荷比影響離子晶體的配位數(shù)的因素，離子晶體的配位數(shù)的因素，稱為電荷因素。稱為電荷因素。1:22:184CaFCa2配位數(shù)是配位數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)是的配位數(shù)是_。84圖示為圖示為CaF2晶胞