金屬晶體與離子晶體課件

1、 組織建設(shè)化學(xué) 選修 33.2 金屬晶體與離子晶體 組織建設(shè)化學(xué) 選修 33.2.1金 屬 晶 體圖片導(dǎo)學(xué)Ti金屬樣品圖片導(dǎo)學(xué)1、金屬晶體知識(shí)1、金屬晶體知識(shí)解讀金屬離子與自由電子間較強(qiáng)的相互作用形成的晶體（1）晶體中不存在單個(gè)分子（2）金屬陽(yáng)離子被自由電子所包圍 2、金屬鍵的特征由于自由電子為整個(gè)金屬所共有，所以金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性3、金屬共同的物理性質(zhì)容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。4、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性自由電子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)自由電子與金屬離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層相對(duì)滑動(dòng)仍保持相互作用自由電子+金屬離子金屬原子錯(cuò)位+知識(shí)解讀知識(shí)

2、1、金屬晶體知識(shí)拓展金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色原因因自由電子可吸收所有頻率的光，很快釋放出去，絕大多數(shù)金屬具有光澤。某些金屬因易吸收某些頻率光而呈特殊顏色。當(dāng)金屬呈粉末狀時(shí)，金屬晶體晶面取向雜亂、晶體外形排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以成黑色。知識(shí)1、金屬晶體熔點(diǎn)最低的金屬是-汞 -38.87熔點(diǎn)最高的金屬是-鎢 3410密度最小的金屬是-鋰 0.53g/cm3密度最大的金屬是-鋨 22.57g/cm3硬度最小的金屬是-銫 0.2硬度最大的金屬是-鉻 9.0最活潑的金屬是-銫最穩(wěn)定的金屬是-金延性最好的金屬是-鉑鉑絲直徑： mm展性最好的金屬是-金金箔厚： mm知識(shí)拓展金屬之最知識(shí)

3、2、金屬晶體的原子堆積模型金屬原子在二維空間（平面）上有二種排列方式配位數(shù)= 4配位數(shù)= 6（a）非密置層 （b）密置層圖片導(dǎo)學(xué)問(wèn)題導(dǎo)入金屬晶體可看成原子在三維空間中堆積而成，那么非密置層在三維空間里堆積有幾種方式？比較不同方式堆積時(shí)金屬晶體的配位數(shù)、原子空間利用率、晶胞的區(qū)別。問(wèn)題導(dǎo)學(xué)知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型晶胞的形狀？含幾個(gè)原子？1、簡(jiǎn)單立方堆積 Po 652%每個(gè)晶胞含原子數(shù)：1配位數(shù)：在晶體中，與每個(gè)微粒緊密相鄰的微粒個(gè)數(shù)空間利用率：晶體空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù)，用來(lái)表示緊密堆積的程度知識(shí)解讀知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型2、體心立方堆積-鉀型( IA，VB，VIB)非密置層的

4、另一種堆積是將上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中知識(shí)解讀知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型配位數(shù)：8空間占有率：68%每個(gè)晶胞含原子數(shù)：2體心立方晶胞空間利用率計(jì)算 中心有1個(gè)原子， 8個(gè)頂點(diǎn)各1個(gè)原子每個(gè)原子被8個(gè) 晶胞共享每個(gè)晶胞含有原子數(shù): 1 + 8 1/8 = 2知識(shí)探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型2、體心立方堆積-鉀型原子半徑為r 、晶胞邊長(zhǎng)為a ，勾股定理2a 2 + a 2 = (4r) 2空間利用率 = 晶胞含有原子的體積 / 晶胞體積 100% 第二層對(duì)第一層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5 位。(或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一樣的 )123456AB，關(guān)

5、鍵是第三層，對(duì)第一二層來(lái)說(shuō)，第三層可有兩種最緊密堆積方式密置層的堆積方式有哪些？問(wèn)題探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型問(wèn)題探究問(wèn)題探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型123456 下圖是此種六方緊密堆積的前視圖第一種是將第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的球。每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即 AB AB 方式，形成六方緊密堆積3、六方密堆積鎂型配位數(shù) ( 同層 ，上下層各 )12 63問(wèn)題探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型3、六方密堆積鎂型空間占有率：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：74%2（Be Mg B B B ）問(wèn)題探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型123456 下圖是面心立方最密堆積前視圖第二種是第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的2、4

6、、6位置每三層形成一個(gè)周期，即 ABC ABC 方式，形成面心立方最密堆積4、面心立方最密堆積銅型配位數(shù) ( 同層 ，上下層各 )12 63問(wèn)題探究知識(shí)2、金屬晶體的原子堆積模型4、面心立方最密堆積銅型BCA空間占有率：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：74%4（B Pb Pd Pt ）求面心立方晶胞的空間利用率.晶胞邊長(zhǎng)為a，原子半徑為r.由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r每個(gè)面心立方晶胞含原子數(shù)目： 8 1/8 + 6 = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %知識(shí)拓展知識(shí)2、金屬晶體

7、的原子堆積模型常見(jiàn)金屬晶體的堆積模型當(dāng)堂感悟知識(shí)3、石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體 知識(shí)拓展同層內(nèi)碳原子共價(jià)鍵結(jié)合， 層層間范德華力石墨的熔點(diǎn)很高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定金屬鍵金屬晶體的結(jié)構(gòu)特征金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體金屬晶體當(dāng)堂感悟金屬晶體熔點(diǎn)比較課時(shí)小結(jié)當(dāng)堂鞏固1.金屬晶體堆積密度大，原子配位數(shù)高，能充分利用空間的原因( )A金屬原子的價(jià)電子數(shù)少 B金屬晶體中有“自由電子”C金屬原子的原子半徑大 D金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性2.關(guān)于鉀型晶體(如圖)的結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是( )A是密置層的一種堆積方式 B晶胞是六棱柱C每個(gè)晶胞內(nèi)含2個(gè)原子 D每個(gè)晶胞內(nèi)含6個(gè)原子金屬鍵沒(méi)有方向性,沒(méi)有飽和性使原子吸引盡

8、可能多的其他原子分布于周圍，并以密堆積的方式降低體系的能量D非密堆積方式8個(gè)頂點(diǎn)1個(gè)體心原子數(shù)：81/8+1=2體心立方C當(dāng)堂鞏固3下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B金屬晶體的熔點(diǎn)都很高，硬度都很大C鈣的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高于鉀D溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好Hg常溫是液體Ca的金屬鍵強(qiáng)于K減弱C金屬熔點(diǎn)差別大：汞熔點(diǎn) (-38.9 )鐵 (1535 ) 組織建設(shè)化學(xué) 選修 33.2.2離 子 晶 體離子晶體食鹽圖片導(dǎo)學(xué)視頻導(dǎo)學(xué)氯化鈉干冰金剛石熔點(diǎn)()801-56.23550為什么氯化鈉的性質(zhì)與干冰、金剛石的不同？思考討論知識(shí)1、離子晶體1、定義：由陽(yáng)離子和陰離子通

9、過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。2、成鍵粒子：陰、陽(yáng)離子3、相互作用力：離子鍵4、常見(jiàn)的離子晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。問(wèn)題解讀5、晶胞類型：(1)氯化鈉型晶胞Na+和Cl-的位置：均位于頂角，并交錯(cuò)排列鈉離子：體心 棱中點(diǎn)氯離子：面心 頂點(diǎn)，或反之。每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)：與Na+等距離且最近的Na+ 有：12個(gè)知識(shí)解讀知識(shí)1、離子晶體Na+：Cl-：-Cl- Na+ NaCl的晶體結(jié)構(gòu)配位數(shù)與Na+等距離且最近的Cl 有：6個(gè)知識(shí)解讀知識(shí)1、離子晶體(2)氯化銫型晶胞銫離子和氯離子的位置：Cs+：體心 Cl-：頂點(diǎn)；或反之。每個(gè)晶胞含Cs+、Cl-個(gè)數(shù)：1與Cs+等距離且最近

10、的Cs+、Cl-Cs+：6個(gè)；Cl-：8個(gè)(配位數(shù))知識(shí)解讀5、晶胞類型：知識(shí)1、離子晶體-Cs+-Cl-知識(shí)解讀CsCl晶體知識(shí)1、離子晶體5、晶胞類型：(3)CaF2型晶胞一個(gè)CaF2晶胞中4個(gè)Ca2+和8個(gè)FCa2+的配位數(shù)：8F-的配位數(shù)：4知識(shí)解讀知識(shí)1、離子晶體5、晶胞類型：(4)ZnS型晶胞1個(gè)ZnS晶胞4個(gè)陽(yáng)離子4個(gè)陰離子陽(yáng)離子配位數(shù)：4 陰離子配位數(shù)：4知識(shí)解讀知識(shí)1、離子晶體5、晶胞類型：6、決定離子晶體結(jié)構(gòu)因素離子鍵的純粹因素 7、離子晶體的特點(diǎn)：幾何因素正負(fù)離子的半徑比電荷因素正負(fù)離子的電荷比鍵性因素知識(shí)解讀知識(shí)1、離子晶體無(wú)單個(gè)分子；無(wú)分子式。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難

11、揮發(fā)難壓縮。一般易溶于水，難溶有機(jī)溶劑。固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電。數(shù)據(jù)導(dǎo)學(xué)填空下表并思考：離子晶體陰離子配位數(shù)陽(yáng)離子配位數(shù)NaClCsCl6688什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？配位數(shù)468半徑比0.20.40.40.70.71.0空間構(gòu)型ZnSNaClCsCl思考交流根據(jù)下表數(shù)據(jù)分析影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素。知識(shí)2、晶格能一定程度上可以用來(lái)衡量離子鍵的強(qiáng)弱1、定義：拆開(kāi)1mol 離子晶體，形成完全氣態(tài)陰陽(yáng)離子所吸收的能量。氟化物晶格能/kJmol-1NaF923MgF22957AlF35492問(wèn)題解讀知識(shí)2、晶格能符號(hào) U2、晶格能的大小的影響因素離子半徑、所帶電荷所帶

12、電荷越多，離子半徑越小，離子間的距離越小，晶格能越大問(wèn)題解讀知識(shí)2、晶格能晶格能隨離子間距的減小而增大,因此隨著陽(yáng)離子或陰離子半徑的減小,晶格能增大;晶格能愈大,晶體的熔點(diǎn)就愈高。晶格能 q1. q2 /r晶格能與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成正比；與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比 。 晶格能的大小還與離子晶體的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。帶異性電荷的離子之間存在相互吸引，帶同性電荷的離子之間卻存在相互排斥作用。問(wèn)題解讀知識(shí)2、晶格能3、晶格能的作用:巖漿晶出規(guī)則與晶格能礦物晶格能KJ/mol晶出次序ZnS771.41先PbS670.0后橄欖石4400最先晶體析出次序與晶格能形成的晶體越穩(wěn)定熔點(diǎn)越高硬度越大離子鍵越強(qiáng)

13、晶格能越大構(gòu)成微粒陰(陽(yáng))離子 幾何因素 電荷因素 鍵性因素2.決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素正負(fù)離子半徑比離子鍵的純粹程度 3.晶格能概念晶格能作用影響晶格能大小的因素課時(shí)小結(jié)當(dāng)堂感悟1.離子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)微粒間作用力離子鍵正負(fù)離子電荷比當(dāng)堂感悟離子晶體的結(jié)構(gòu)模型晶體結(jié)構(gòu)模型配位數(shù)Cl、Na都 6Cl和Cs都 8F 4Ca2 8晶胞中微粒數(shù)Na、Cl都 4Cs、Cl都 1Ca2 4F 8陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比111121化學(xué)式NaClCsClCaF21、如圖是氯化銫晶體的晶胞，已知晶體中兩個(gè)最近的Cs離子核間距離為a cm，氯化銫相對(duì)分子質(zhì)量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體密度是（ ）晶體密度 C當(dāng)堂鞏固晶胞內(nèi)屬于晶胞頂點(diǎn)8個(gè)晶胞共用每個(gè)晶胞有1個(gè)Cs- 1個(gè)Cl-1mol氯化銫 V= NA a3 cm32.已知XYZ三種元素組成化合物是離子晶體其晶胞如圖，XYZ分別處于立方體頂點(diǎn)、棱邊中點(diǎn)、立方體體心。下面關(guān)于該化合物說(shuō)法正確的是()A該晶體的化學(xué)式為ZXY3B該晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體