【高中化学】金属和离子晶体 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

§3.2

金属晶体与离子晶体第三章晶体结构与性质一、金属的分类1、分类依据：根据组成晶体的微粒及微粒之间的相互作用晶体类型构成微粒微粒间的相互作用实例离子晶体_________________NaCl金属晶体_________、_______________铜原子晶体___________金刚石分子晶体_______________冰注意：由原子构成的晶体不一定都是原子晶体，稀有气体是单原子分子2、微粒间作用的强弱熔融状态需要破坏的作用力：原子晶体熔融需破坏共价键离子晶体熔融需破坏离子键金属晶体熔融需破坏金属键分子晶体熔融需破坏氢键或范德华力微粒之间相互作用的强弱:化学键>氢键

>范德华力熔沸点一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体金属晶体的熔沸点差别很大，有的很高：例如钨、铂，有的熔沸点很低：例如汞、铯、镓二、金属晶体1.金属晶体：金属阳离子与自由移动电子通过金属键结合而成的晶体(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.影响金属键强弱的因素金属离子半径及价电子数目3.金属键与金属熔沸点的关系金属键越强，则金属晶体熔沸点越高4.金属键的特征金属键没有方向性，没有饱和性金属晶体大多采用紧密堆积5.金属的物理共性容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等导电性导热性延展性自由电子在外加电场作用下定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用自由电子+金属离子金属原子错位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++采用密堆积的方式形成的晶体延展性更强三、金属晶体原子的堆积模型1、金属晶体的原子排列方式(二维空间)(1)紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间(2)配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻(一般指相切)的微粒个数

非密置层

配位数=4配位数=6密置层2.金属晶体的原子堆积方式(三维空间)(1)

非密置层的堆积方式：①简单立方堆积(Po型)讨论1：该堆积方式中金属原子的配位数是多少？空间利用率：晶体的空间被微粒占据的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。讨论2：该堆积方式中金属原子占有晶胞体积的百分数是多少？配位数空间利用率652％简单立方堆积Po(钋)(1)非密置层的堆积方式：②体心立方堆积(K型)配位数空间利用率868％aba采用体心立方堆积的金属有：Li、Na、K、Ba、W、Fe(2)密置层的堆积方式：

配位数均为12①六方最密堆积(Mg型)配位数12空间利用率74％六方最密堆积(Mg、Zn、Ti)配位数=12空间利用率=单个晶胞独占的原子个数/单晶胞的体积原子半径=Raaa3423球rVp´=②面心立方最密堆积(Cu型)配位数12空间利用率74％BCACuAgAuCaAlPdPt金属晶体的4种堆积方式比较堆积类型代表物质层类型晶胞每个晶胞所含原子数配位数

空间利用率简单立方体心立方六方最密面心最密Po(钋)非密置层16KNaFe非密置层28MgZnTi密置层212CuAgAu密置层41252%68%74%74%3、合金①定义：由一种金属和另一种或几种金属或某些非金属所组成的，具有金属特性的物质。②特点：a.合金的熔点比其成分中各金属的熔点要低。b.硬度、强度比各成分金属高。性质：熔点高（高于金刚石），硬度小，可导电

。石墨晶体石墨晶体是层状结构：层内C原子以共价键结合成平面网状结构，层间以范德华力结合。----混合型晶体(过渡型晶体)每个C与3个C形成C—C键，构成正六边形，键长相等，键角相等(均为120°)；C原子个数与C—C键数之比为：每个正六边形平均只占有6×(1／3)=2个C1﹕3×(1/2)=2﹕31、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体2、成键微粒：阴、阳离子3、微粒间相互作用力：离子键4、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类四、离子晶体5、离子晶体没有分子，化学式表示晶胞中阴阳离子数目比1.配位数：离子晶体中离子配位数指离子周围最邻近的异电性离子的数目r+/r-0.225~0.4140.414~0.7320.732~1.000配位数468离子Na+Cs+Cl-离子半径/pm

95169181AB五、离子晶体晶胞类型配位数468半径比0.2-0.40.4-0.70.7-1.0空间构型ZnSNaClCsCl离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaClCsCl6688你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？2.决定离子晶体结构的因素①几何因素——晶体中正负离子的半径比——晶体中正负离子的电荷比②电荷因素③键性因素——离子键的纯粹程度配位数：离子晶体中离子配位数指离子周围最邻近的异电性离子的数目。3.NaCl晶胞哪个是NaCl晶胞？不能重合！能重合！为什么大的是晶胞呢？①钠离子和氯离子的位置：钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点。或者反之。③Na+

与Cl-

的配位数：②每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：均为4均为6无单个分子存在；NaCl不表示分子式。④在氯化钠晶体中，若钠离子与周围最近的氯离子距离为a，那么每个钠离子周围最近且等距离的钠离子有

个，其距离为

。2a12在氯化钠晶胞中，距钠离子最近且等距的氯离子形成

构型。八面体【思考】3.

氯化铯型晶胞---Cs+---Cl-①铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心；氯离子：顶点。或反之。②每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：均为1③Cs+

与Cl-

的配位数：均为8④在氯化铯晶体中，每个铯离子周围最近且等距离的铯离子有____个，每个氯离子周围最近且等距离的氯离子有____个。66②Zn2+、S2-的配位数：①每个ZnS晶胞中含阴、阳离子：

4.ZnS型晶胞均为4均为45.

CaF2型晶胞Ca2+F-48②Ca2+的配位数：①每个CaF2晶胞中含阴、阳离子：

Ca2+为4、F-为8F-的配位数：各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图配位数距离最近且相等的相反离子每个晶胞含有离子数实例NaCl型ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：6688444844114484KBrAgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、

BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化物、碱金属氧化物。小结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。氟化物晶格能/kJ·mol-1NaF923MgF22957AlF35492符号

U2、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，晶格能越大六、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