3.3金屬晶體離子晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體

黃金銅電纜鈦合金用于耐壓球殼體金屬銅是由什么構(gòu)成的？→干冰是由二氧化碳分子構(gòu)成的?！饎偸怯蠧原子構(gòu)成一、金屬的結(jié)構(gòu)——電子氣理論1.電子氣理論金屬原子金屬離子失去價(jià)電子自由電子幾乎均勻分布于晶體金屬鍵“有陽(yáng)離子而無(wú)陰離子”是金屬獨(dú)有的特性。金屬脫落下來(lái)的價(jià)電子幾乎均勻分布在整個(gè)晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把所有金屬原子維系在一起。二、金屬晶體金屬（除汞外）在常溫下都是晶體，稱之為金屬晶體。概念：構(gòu)成微粒：金屬陽(yáng)離子和自由電子相互作用力：Hg在常溫下是液態(tài)。金屬鍵金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用。金屬鍵金屬的物理性質(zhì)決定延展性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性金屬光澤......熔沸點(diǎn)原子半徑價(jià)電子數(shù)原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大金屬單質(zhì)熔點(diǎn)/℃Li180.5Na97.81K63.65Rb38.89Cs28.40請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)用“電子氣理論”解釋金屬的熔點(diǎn)和硬度差大的原因以及與什么因素有關(guān)？原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大試用金屬鍵解釋Na、Mg、Al的熔點(diǎn)逐漸升高的原因。原子半徑逐漸減小，價(jià)電子數(shù)逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高。Na鈉的熔點(diǎn)：97.8℃Mg鎂的熔點(diǎn)：650℃Al鋁的熔點(diǎn)：660.4℃三、金屬的物理性質(zhì)容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。(1)延展性自由電子+金屬離子金屬原子錯(cuò)位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子會(huì)如何呢？外加電場(chǎng)在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動(dòng)是沒(méi)有方向的，但是在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。(2)導(dǎo)電性(3)導(dǎo)熱性自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬陽(yáng)離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳遞給金屬陽(yáng)離子。自由電子與金屬陽(yáng)離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。

Cs由于金屬內(nèi)部原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，且存在自由電子，所以當(dāng)光線照射到金屬表面時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光并很快放出，使金屬不透明且具有金屬光澤。金屬在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬晶體的晶面取向雜亂，晶格排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后不能再反射出來(lái)，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色?！練w納總結(jié)1】三種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體概念作用力構(gòu)成微粒物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性實(shí)例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體共價(jià)鍵原子很大很高無(wú)（硅為半導(dǎo)體）分子分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體范德華力很低很小無(wú)通過(guò)金屬鍵形成的晶體金屬鍵金屬陽(yáng)離子和自由電子差別較大差別較大導(dǎo)體下列敘述正確的是（）

A.任何晶體中，若含有陽(yáng)離子也一定含有陰離子

B．共價(jià)晶體中只含有共價(jià)鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵

D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵B練習(xí)：課本P9412．判斷下列晶體類型。(1)SiI4：熔點(diǎn)120.5℃，沸點(diǎn)271.5℃，易水解_______________________。(2)硼：熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)2550℃，硬度大_________________________。(3)硒：熔點(diǎn)217℃，沸點(diǎn)685℃，溶于氯仿___________________________。(4)銻：熔點(diǎn)630.74℃，沸點(diǎn)1750℃，導(dǎo)電__________________________。分子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體3.金屬鍵越強(qiáng)，金屬的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高，且據(jù)研究表明，一般說(shuō)來(lái)金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)，由此判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．鎂的硬度小于鋁B．鎂的熔、沸點(diǎn)低于鈣C．鎂的硬度大于鉀D．鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀B由陰離子和陽(yáng)離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體概念：構(gòu)成微粒：微粒間的作用力：陰、陽(yáng)離子(有的存在中性分子H2O,NH3)離子鍵為主二、離子晶體

一般說(shuō)來(lái)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng), 晶體的熔沸點(diǎn)就高陰、陽(yáng)離子之間的作用力請(qǐng)思考：同為鋁的鹵化物，AlF3的熔點(diǎn)為1563℃，但AlCl3的只有193℃為什么差距如此之大呢？比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路（1）首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；再看物質(zhì)所屬類型，一般是共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體（2）結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路：分子晶體→分子間作用力→相對(duì)分子質(zhì)量；共價(jià)晶體→共價(jià)鍵鍵能→鍵長(zhǎng)→原子半徑；離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵強(qiáng)弱→金屬陽(yáng)離子所帶電荷、金屬陽(yáng)離子半徑。物理性質(zhì)：1、熔沸點(diǎn)，硬度相差較大2、晶體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電金版P76例123NaCl的晶胞示意圖CsCl的晶胞示意圖CaF2的晶胞示意圖三、離子晶體的晶胞思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處于晶胞的什么位置？頂點(diǎn)和面心是氯離子棱上和體心是鈉離子每個(gè)晶胞含鈉離子和氯離子的個(gè)數(shù)：鈉離子和氯離子的個(gè)數(shù)比為4、41:1NaCl的晶胞化學(xué)式：NaCl

每個(gè)Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有___個(gè)，Na＋有___個(gè)。

每個(gè)Cl－周圍與之等距且距離最近的Na＋有____個(gè)，Cl－有____個(gè)。Cl－Na＋612612配位數(shù)：一種離子周圍最鄰近的帶相反電荷的離子數(shù)目Na+的配位數(shù)為：

；Cl-的配位數(shù)為：

。66NaCl晶體Na+Cl-315624154236這幾個(gè)Na+在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為_(kāi)_________

正八面體NaCl晶體（1）銫離子和氯離子的位置？銫離子：氯離子：（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)？銫離子：氯離子：或者反之1個(gè)；1個(gè)。體心頂點(diǎn)Cl-Cs+（3）配位數(shù)它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。8正六面體Cs+的配位數(shù)為：

；Cl-的配位數(shù)為：

。8CsCl晶體

每個(gè)Ca2＋周圍與之等距且距離最近的F－有___個(gè)，Ca2＋有___個(gè)。

每個(gè)F－周圍與之等距且距離最近的Ca2＋有____個(gè)，F(xiàn)－有____個(gè)。Ca2＋的配位數(shù)為：

8

；F－的配位數(shù)為：

4

。81246CaF2的晶胞示意圖

課時(shí)作業(yè)P349金版P77例2P78456三、過(guò)渡晶體與混合晶體1.過(guò)渡晶體離子晶體與共價(jià)晶體之間的過(guò)渡晶體。偏向離子晶體的過(guò)渡晶體

的Na2O通常當(dāng)作離子晶體來(lái)處理;偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體Al2O3、SiO2則通常當(dāng)作共價(jià)晶體來(lái)處理。2