金属晶体与离子晶体

1、精选ppt化学 选修 33.2 金属晶体与离子晶体金属晶体与离子晶体精选ppt化学 选修 33.2.1金金 属属 晶晶 体体金属晶体图片导学图片导学金属晶体金属样品金属样品图片导学图片导学金属晶体1、金属晶体、金属晶体知识知识1、金属晶体、金属晶体知识解读知识解读金属离子金属离子与与自由电子自由电子间较强的相互作用形成的晶体间较强的相互作用形成的晶体（1）晶体中不存在单个分子）晶体中不存在单个分子（2）金属阳离子被自由电子所包围）金属阳离子被自由电子所包围 2、金属键的特征、金属键的特征由于自由电子为整个金属所共有，所以金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属键没有方向性

2、和饱和性3、金属共同的物理性质、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。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属晶体4、金属晶体的结构与金属性质的内在联系、金属晶体的结构与金属性质的内在联系导电性导电性导热性导热性延展性延展性自由电子在外加电自由电子在外加电场作用下定向移动场作用下定向移动自由电子与金属离子自由电子与金属离子碰撞传递热量碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用动仍保持相互作用自由电子自由电子+金属金属离子离子金属原子金属原子错错位位+ + + + + + +知识解读知识解读知识知识1、金属晶体、金属晶体金属晶体知识拓展知识拓展金

3、属晶体结构具有金属光泽和颜色原因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。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。则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。知识知识1、金属晶体、金属晶体金属晶体熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞 -38.87熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨

4、3410密度最小的金属是密度最小的金属是- 锂锂 0.53g/cm3密度最大的金属是密度最大的金属是- 锇锇 22.57g/cm3硬度最小的金属是硬度最小的金属是- 铯铯 0.2硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬 9.0最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂铂丝直径：铂丝直径： mm展性最好的金属是展性最好的金属是- 金金金箔厚：金箔厚： mm50001100001知识拓展知识拓展金属之最金属之最金属晶体知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式金属原子在二维空间（

5、平面）上有二种排列方式配位数配位数= 4配位数配位数= 6（a）非密置层）非密置层 （b）密置层）密置层图片导学图片导学金属晶体问题导入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、晶胞的区别配位数、原子空间利用率、晶胞的区别。问题问题导学导学知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型晶胞的形状？晶胞的形状？含几个原子？含几个原子？金属晶体1、简单立方堆积、简单立方堆积 Po 6

6、52%52%每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：1 1配位数：配位数：在晶体中，与每个微粒紧密相邻的微粒个数在晶体中，与每个微粒紧密相邻的微粒个数空间利用率：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解读知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型金属晶体2、体心立方堆积、体心立方堆积-钾型钾型 ( IA，VB，VIB)非密置层的另一种堆积非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的下层的金属原子形成的凹穴中凹穴中知识解读知识解读知识知识2、金属晶体的原子

7、堆积模型、金属晶体的原子堆积模型配位数：配位数： 8空间占有率：空间占有率： 68%每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数： 2金属晶体体心立方晶胞空间利用率计算体心立方晶胞空间利用率计算 中心有中心有1个原子，个原子， 8个顶点各个顶点各1个原子个原子每个原子被每个原子被8个个 晶胞共享晶胞共享每个晶胞含有原子数每个晶胞含有原子数: 1 + 8 1/8 = 2知识探究知识探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型2、体心立方堆积、体心立方堆积-钾型钾型原子半径为原子半径为r 、晶胞边长为、晶胞边长为a ，勾股定理，勾股定理2a 2 + a 2 = (4r) 2a43r空间利用

8、率空间利用率 = 晶胞含有原子的体积晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积晶胞体积 100%68%100a)a43(342ar3423333金属晶体 第二层对第一层来讲最紧密的第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准堆积方式是将球对准1，3，5 位。位。(或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的 )AB，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？密置层的堆积方式有哪些？问题探究问题探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型问题问题探究探究金属晶体问题探究问题

9、探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型123456 下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图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。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，每两层形成一个周期，即即 AB AB 方式，形成方式，形成六方紧密堆积六方紧密堆积3、六方密堆积、六方密堆积镁型镁型配位数配位数 ( 同层同层 ，上下层各上下层各 )1212 6 63 3金属晶体问题探究问题探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型3、六方密堆积、六方密堆积镁型镁型空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：74%2

10、（Be Mg B B B ）金属晶体问题探究问题探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型123456 下图是面心立方最下图是面心立方最密堆积前视图密堆积前视图第二种是第三层的球对准第一层的第二种是第三层的球对准第一层的位置位置每三层形成一个周期，每三层形成一个周期，即即 ABC ABC 方式，形方式，形成成面心立方最密堆积面心立方最密堆积4、面心立方最密堆积、面心立方最密堆积 铜型铜型配位数配位数 ( 同层同层 ，上下层各上下层各 )1212 6 63 3金属晶体问题探究问题探究知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型4、面心立方最密堆积、面心立方最密堆

11、积 铜型铜型BCA空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：74%4（B Pb Pd Pt ）金属晶体求面心立方晶胞的空间利用率求面心立方晶胞的空间利用率.晶胞边长为晶胞边长为a，原子半径为，原子半径为r.由勾股定理：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：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 %知识拓展知识拓展知识知识2、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型金属晶体常见金

12、属晶体的堆积模型常见金属晶体的堆积模型当堂感悟当堂感悟金属晶体知识知识3、石墨是层状结构的混合型晶体、石墨是层状结构的混合型晶体 知识拓展知识拓展同层内碳原子共价键结合，同层内碳原子共价键结合， 层层间范德华力层层间范德华力石墨的熔点很高，化学性质稳定石墨的熔点很高，化学性质稳定金属晶体金属键金属键金属晶体的结构特征金属晶体的结构特征金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型金属晶体金属晶体金属晶体金属晶体当堂感悟当堂感悟金属晶体熔点比较金属晶体熔点比较课时小结课时小结金属晶体当堂巩固当堂巩固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金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利

13、用空间的原因( )A金属原子的价电子数少金属原子的价电子数少 B金属晶体中有金属晶体中有“自由电子自由电子”C金属原子的原子半径大金属原子的原子半径大 D金属键没有饱和性和方向性金属键没有饱和性和方向性2.关于钾型晶体关于钾型晶体(如图如图)的结构的叙述中正确的是的结构的叙述中正确的是( )A是密置层的一种堆积方式是密置层的一种堆积方式 B晶胞是六棱柱晶胞是六棱柱C每个晶胞内含每个晶胞内含2个原子个原子 D每个晶胞内含每个晶胞内含6个原子个原子金属键没有方向性金属键没有方向性,没有饱和性没有饱和性使原子吸引尽可能多的其他原子分布于周使原子吸引尽可能多的其他原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体

14、系的能量围，并以密堆积的方式降低体系的能量D非密堆积方式非密堆积方式8个顶点个顶点1个体心个体心原子数：原子数：81/8+1=2体心立方体心立方C金属晶体当堂巩固当堂巩固3下列关于金属晶体的叙述正确的是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、沸点高于钾钙的熔点、沸点高于钾D温度越高，金属的导电性越好温度越高，金属的导电性越好Hg常温是液体常温是液体Ca的金属键强于的金属键强于K减弱减弱C金属熔点差别大：金属熔点差别大：汞熔点汞熔点 (-38.9 )铁

15、铁 (1535 )精选ppt化学 选修 33.2.2离离 子子 晶晶 体体第 26 页离子晶体离子晶体离子晶体食盐食盐图片导学图片导学第 27 页离子晶体视频导学视频导学氯化钠氯化钠干冰干冰金刚石金刚石熔点熔点()801-56.2为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？思考思考讨论讨论第 28 页离子晶体知识知识1、离子晶体、离子晶体1、定义：、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。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：、成键粒子：阴、阳离子阴、阳离子3、相互作用力：、相互作用力：离子键离子键4、常见的离子晶体：、常见的离子晶

16、体： 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。问题解读问题解读第 29 页离子晶体5、晶胞类型：、晶胞类型：(1)氯化钠型晶胞氯化钠型晶胞Na+和和Cl-的位置：的位置：均位于顶角均位于顶角，并交错排列，并交错排列钠离子：钠离子：体心体心 棱中点棱中点氯离子：氯离子：面心面心 顶点，或反之。顶点，或反之。每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+ 有：有：12个个知识解读知识解读知识知识1、离子晶体、离子晶体Na+：Cl-：第 30 页离子晶体-Cl- Na+ NaCl的晶体结构的晶体结构配位数配

17、位数与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl 有：有：6个个知识解读知识解读知识知识1、离子晶体、离子晶体第 31 页离子晶体(2)氯化铯型晶胞氯化铯型晶胞铯离子和氯离子的位置：铯离子和氯离子的位置：Cs+：体心：体心 Cl-：顶点；或反之。：顶点；或反之。每个晶胞含每个晶胞含Cs+、Cl-个数：个数：1与与Cs+等距离且最近的等距离且最近的Cs+、Cl-Cs+：6个；个；Cl-：8个个(配位数配位数)知识解读知识解读5、晶胞类型：、晶胞类型：知识知识1、离子晶体、离子晶体第 32 页离子晶体-Cs+-Cl-知识解读知识解读CsCl晶体晶体知识知识1、离子晶体、离子晶体5、晶胞类型：、晶胞类

18、型：第 33 页离子晶体(3)CaF2型晶胞型晶胞一个一个CaF2晶胞中晶胞中4个个Ca2+和和8个个FCa2+的配位数：的配位数：8F-的配位数：的配位数：4知识解读知识解读知识知识1、离子晶体、离子晶体5、晶胞类型：、晶胞类型：第 34 页离子晶体(4)ZnS型晶胞型晶胞1个个ZnS晶胞晶胞4个阳离子个阳离子4个阴离子个阴离子阳离子配位数：阳离子配位数： 4 阴离子配位数：阴离子配位数： 4知识解读知识解读知识知识1、离子晶体、离子晶体5、晶胞类型：、晶胞类型：第 35 页离子晶体6、决定离子晶体结构因素、决定离子晶体结构因素离子键的纯粹因素离子键的纯粹因素 7、离子晶体的特点：、离子晶体

19、的特点：几何因素几何因素正负离子的半径比正负离子的半径比电荷因素电荷因素正负离子的电荷比正负离子的电荷比键性因素键性因素知识解读知识解读知识知识1、离子晶体、离子晶体无单个分子；无分子式。无单个分子；无分子式。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。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。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。固态不导电，水溶液或熔融状态下导电。第 36 页离子晶体数据导学数据导学填空下表并思考：填空下表并思考：离子离子晶体晶体阴离子阴离子配位数配位数阳离子阳离子配位数配位数NaClCsCl6688什么因素决定了离子晶体中离子的配位

20、数？什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？配位数配位数468半径比半径比0.20.40.40.70.71.0空间构型空间构型ZnSNaClCsCl思考思考交流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。根据下表数据分析影响离子晶体中离子配位数的因素。知识知识2、晶格能、晶格能一定程度上可以用来衡量离子键的强弱一定程度上可以用来衡量离子键的强弱第 37 页离子晶体1、定义：、定义：拆开拆开1mol 离子晶体，形成完全气态阴阳离子所吸收的能量。离子晶体，形成完全气态阴阳离子所吸收的能量。氟化物氟化物晶格能晶格能/kJmol-1NaF923MgF22957AlF35492问题解读问题解读知识

21、知识2、晶格能、晶格能符号符号 U2、晶格能的大小的影响因素、晶格能的大小的影响因素离子半径、所带电荷离子半径、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，晶格能越大第 38 页离子晶体问题解读问题解读知识知识2、晶格能、晶格能晶格能晶格能随离子间距的减小而增大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因此随着阳离子或阴离子半径的减小,晶格能增大晶格能增大;晶格能愈大晶格能愈大,晶体的熔点就愈高晶体的熔点就愈高。晶格能晶格能 q1. q2 /r晶格能晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比与阴、阳离子所带电荷的乘积成

22、正比；与；与阴、阳离子间的距离阴、阳离子间的距离成反比成反比 。 晶格能的大小还与晶格能的大小还与离子晶体的结构型式离子晶体的结构型式有关。带异性电荷的离子之间有关。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。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。第 39 页离子晶体问题解读问题解读知识知识2、晶格能、晶格能3、晶格能的作用、晶格能的作用:岩浆晶出规则与晶格能岩浆晶出规则与晶格能矿物矿物晶格能晶格能KJ/mol晶出次序晶出次序ZnS771.41先先PbS670.0后后橄榄石橄榄石4400最先最先晶体析出次序与晶格能晶体析出次序与晶格能形成的晶体越稳

23、定形成的晶体越稳定熔点越高硬度越大熔点越高硬度越大离子键越强离子键越强晶格能越大晶格能越大第 40 页离子晶体构成微粒构成微粒阴阴(阳阳)离子离子 几何因素几何因素 电荷因素电荷因素 键性因素键性因素2.决定离子晶体结构的因素决定离子晶体结构的因素正负离子半径比正负离子半径比离子键的纯粹程度离子键的纯粹程度 3.晶格能晶格能概念概念晶格能晶格能作用作用影响晶格能影响晶格能大小的因素大小的因素课时小结课时小结当堂感悟当堂感悟1.离子晶体结构特点离子晶体结构特点微粒间作用力微粒间作用力离子键离子键正负离子电荷比正负离子电荷比第 41 页离子晶体当堂感悟当堂感悟离子晶体的结构模型离子晶体的结构模型晶体结晶体结构模型构模型配位数配位数Cl、Na都都 6Cl和和Cs都都 8F 4Ca2 8晶胞中晶胞中微粒数微粒数Na、Cl都都 4Cs、Cl都都 1Ca2 4F 8阴阳离子阴阳离子个数比个数比1 11 12 1化学式化学式NaClCsClCaF2第 42 页离子晶体1、如、如图