金属晶体与离子晶体PPT课件.pptx

组织建设,化学 选修 3,3.2 金属晶体与离子晶体,1,组织建设,化学 选修 3,3.2.1金 属 晶 体,2,图片导学,Ti,金属样品,图片导学,1、金属晶体,知识1、金属晶体,知识解读,金属离子与自由电子间较强的相互作用形成的晶体,（1）晶体中不存在单个分子 （2）金属阳离子被自由电子所包围,2、金属键的特征,由于自由电子为整个金属所共有，所以金属键没有方向性和饱和性,3、金属共同的物理性质,容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。,4、金属晶体的结构与金属性质的内在联系,错位,知识解读,知识1、金属晶体,知识拓展,金属晶体结构具有金属光泽和颜色原因,因自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。 当金属呈粉末状时，金属晶体晶面取向杂乱、晶体外形排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,知识1、金属晶体,熔点最低的金属是-,汞 -38.87,熔点最高的金属是-,钨 3410,密度最小的金属是-,锂 0.53g/cm3,密度最大的金属是-,锇 22.57g/cm3,硬度最小的金属是-,铯 0.2,硬度最大的金属是-,铬 9.0,最活泼的金属是-,铯,最稳定的金属是-,金,延性最好的金属是-,铂铂丝直径： mm,展性最好的金属是-,金金箔厚： mm,知识拓展,金属之最,知识2、金属晶体的原子堆积模型,金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式,配位数= 4,配位数= 6,（a）非密置层 （b）密置层,图片导学,问题导入,金属晶体可看成原子在三维空间中堆积而成，那么非密置层在三维空间里堆积有几种方式？比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子空间利用率、晶胞的区别。,问题导学,知识2、金属晶体的原子堆积模型,晶胞的形状？ 含几个原子？,1、简单立方堆积, Po ,6,52%,每个晶胞含原子数：,1,配位数：在晶体中，与每个微粒紧密相邻的微粒个数,空间利用率： 晶体空间被微粒占满的体积百分数，用来表示紧密堆积的程度,知识解读,知识2、金属晶体的原子堆积模型,2、体心立方堆积-钾型,( IA，VB，VIB),非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中,知识解读,知识2、金属晶体的原子堆积模型,配位数：,8,空间占有率：,68%,每个晶胞含原子数：,2,体心立方晶胞空间利用率计算,中心有1个原子， 8个顶点各1个原子 每个原子被8个 晶胞共享 每个晶胞含有原子数: 1 + 8 1/8 = 2,知识探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,2、体心立方堆积-钾型,原子半径为r 、晶胞边长为a ，勾股定理 2a 2 + a 2 = (4r) 2,空间利用率 = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 100%,第二层对第一层来讲最紧密的 堆积方式是将球对准1，3，5 位。 (或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ),关键是第三层，对第一二层来说，第三层可有两种最紧密堆积方式,密置层的堆积方式有哪些？,问题探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,问题探究,问题探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,下图是此种六方 紧密堆积的前视图,第一种是将第三层的球对准第一层的球。,每两层形成一个周期，即 AB AB 方式，形成六方紧密堆积,3、六方密堆积,镁型,配位数 ( 同层 ，上下层各 ),12,6,3,问题探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,3、六方密堆积,镁型,空间占有率：,每个晶胞含原子数：,74%,2,（Be Mg B B B ）,问题探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,下图是面心立方最密堆积前视图,第二种是第三层的球对准第一层的2、4、6位置,每三层形成一个周期，即 ABC ABC 方式，形成面心立方最密堆积,4、面心立方最密堆积,铜型,配位数 ( 同层 ，上下层各 ),12,6,3,问题探究,知识2、金属晶体的原子堆积模型,4、面心立方最密堆积,铜型,空间占有率：,每个晶胞含原子数：,74%,4,（B Pb Pd Pt ）,求面心立方晶胞的空间利用率.,晶胞边长为a，原子半径为r. 由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %,知识拓展,知识2、金属晶体的原子堆积模型,常见金属晶体的堆积模型,当堂感悟,知识3、石墨是层状结构的混合型晶体,知识拓展,同层内碳原子共价键结合， 层层间范德华力,石墨的熔点很高，化学性质稳定,金属键,金属晶体的结构特征,金属晶体的原子堆积模型,金属晶体,金属晶体,当堂感悟,金属晶体熔点比较,课时小结,当堂巩固,1.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因( ) A金属原子的价电子数少 B金属晶体中有“自由电子” C金属原子的原子半径大 D金属键没有饱和性和方向性 2.关于钾型晶体(如图)的结构的叙述中正确的是( ) A是密置层的一种堆积方式 B晶胞是六棱柱 C每个晶胞内含2个原子 D每个晶胞内含6个原子,金属键没有方向性,没有饱和性,D,体心立方,C,当堂巩固,3下列关于金属晶体的叙述正确的是( ) A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B金属晶体的熔点都很高，硬度都很大 C钙的熔点、沸点高于钾 D温度越高，金属的导电性越好,C,组织建设,化学 选修 3,3.2.2离 子 晶 体,25,离子晶体,食盐,图片导学,视频导学,为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？,思考讨论,知识1、离子晶体,1、定义：,由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。,2、成键粒子：,阴、阳离子,3、相互作用力：,离子键,4、常见的离子晶体：,强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。,问题解读,5、晶胞类型：,(1)氯化钠型晶胞,Na+和Cl-的位置：,均位于顶角，并交错排列 钠离子：体心 棱中点 氯离子：面心 顶点，或反之。,每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：,与Na+等距离且最近的Na+ 有：,12个,知识解读,知识1、离子晶体,Na+：,Cl-：, NaCl的晶体结构配位数,与Na+等距离且最近的Cl 有：6个,知识解读,知识1、离子晶体,(2)氯化铯型晶胞,铯离子和氯离子的位置：,Cs+：体心 Cl-：顶点；或反之。,每个晶胞含Cs+、Cl-个数：,1,与Cs+等距离且最近的Cs+、Cl-,Cs+：6个；Cl-：8个(配位数),知识解读,5、晶胞类型：,知识1、离子晶体,知识解读,CsCl晶体,知识1、离子晶体,5、晶胞类型：,(3)CaF2型晶胞,一个CaF2晶胞中,4个Ca2+和8个F,Ca2+的配位数：,8,F-的配位数：,4,知识解读,知识1、离子晶体,5、晶胞类型：,(4)ZnS型晶胞,1个ZnS晶胞,4个阳离子 4个阴离子,阳离子配位数：,4,阴离子配位数：,4,知识解读,知识1、离子晶体,5、晶胞类型：,6、决定离子晶体结构因素,离子键的纯粹因素,7、离子晶体的特点：,几何因素,正负离子的半径比,电荷因素,正负离子的电荷比,键性因素,知识解读,知识1、离子晶体,无单个分子；无分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。 一般易溶于水，难溶有机溶剂。 固态不导电，水溶液或熔融状态下导电。,数据导学,填空下表并思考：,6,6,8,8,什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？,思考交流,根据下表数据分析影响离子晶体中离子配位数的因素。,知识2、晶格能,一定程度上可以用来衡量离子键的强弱,1、定义：拆开1mol 离子晶体，形成完全气态阴阳离子所吸收的能量。,问题解读,知识2、晶格能,符号 U,2、晶格能的大小的影响因素,离子半径、所带电荷,所带电荷越多，离子半径越小，离子间的距离越小，晶格能越大,问题解读,知识2、晶格能,晶格能随离子间距的减小而增大,因此随着阳离子或阴离子半径的减小,晶格能增大;晶格能愈大,晶体的熔点就愈高。,晶格能 q1. q2 /r 晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比；与阴、阳离子间的距离成反比 。,晶格能的大小还与离子晶体的结构型式有关。带异性电荷的离子之间存在相互吸引，带同性电荷的离子之间却存在相互排斥作用。,问题解读,知识2、晶格能,3、晶格能的作用:,岩浆晶出规则与晶格能,晶体析出次序与晶格能,形成的晶体越稳定,熔点越高硬度越大,离子键越强,晶格能越大,构成微粒,阴(阳)离子,几何因素 电荷因素 键性因素,2.决定离子晶体结构的因素,正负离子半径比,离子键的纯粹程度,3.晶格能,概念,晶格能 作用,影响晶格能大小的因素,课时小结,当堂感悟,1.离子晶体结构特点,微粒间作用力,离子键,正负离子电荷比,当堂感悟,离子晶体的结构模型,1、如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中两个最近的Cs离子核间距离为a cm，氯化铯相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是（ ）,晶体密度,C,当堂巩固,每个晶胞有1个Cs- 1个Cl-,1mol氯化铯 V= NA a3 cm3,2.已知XYZ三种元素组成化合物是离子晶体其晶胞如图，XYZ分别处于立方体顶点、棱边中点、立方体体心。下面关于该化合物说法正确的是( ) A该晶体的化学式为ZXY3 B该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高 C