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1、化學(xué) 選修 33.2 金屬晶體與離子晶體 化學(xué) 選修 3 3.2.1金 屬 晶 體 金屬晶體 圖片導(dǎo)學(xué) 金屬晶體 金屬樣品 圖片導(dǎo)學(xué) 金屬晶體1、金屬晶體知識1、金屬晶體 知識解讀金屬離子與自由電子間較強的相互作用形成的晶體（1）晶體中不存在單個分子（2）金屬陽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金屬所共有，所以金屬鍵沒有方向性和飽和性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。 金屬晶體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作用下定向移動 自由電子與金屬離子碰撞傳遞熱量 晶體中各原子層相對滑動仍保持相互作用自由電子
2、 + 金屬離子 金屬原子錯位+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 知識解讀知識1、金屬晶體 金屬晶體 知識拓展金屬晶體結(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，金屬晶體晶面取向雜亂、晶體外形排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。知識1、金屬晶體 金屬晶體熔點最低的金屬是-汞 -38.87 熔點最高的金屬是-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
3、/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 50001100001 知識拓展金屬之最 金屬晶體知識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) 金屬晶體 問題導(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金屬晶體的配位數(shù)、原子空間利用率、晶胞的區(qū)別。問題導(dǎo)學(xué)知識2、金屬晶體的原子堆積模型晶胞的形狀？含幾個原子？ 金
4、屬晶體1、簡單立方堆積 Po 652%每個晶胞含原子數(shù)： 1配位數(shù)：在晶體中，與每個微粒緊密相鄰的微粒個數(shù)空間利用率：晶體空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù)，用來表示緊密堆積的程度知識解讀知識2、金屬晶體的原子堆積模型 金屬晶體2、體心立方堆積-鉀型 ( IA， VB， VIB) 非密置層的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 知識解讀知識2、金屬晶體的原子堆積模型配位數(shù)： 8空間占有率： 68%每個晶胞含原子數(shù)： 2 金屬晶體 體心立方晶胞空間利用率計算 中心有1個原子， 8個頂點各1個原子每個原子被8個 晶胞共享每個晶胞含有原子數(shù): 1 + 8 1/8 = 2知識探究知識2、金
5、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 、晶胞邊長為a ，勾股定理2a 2 + a 2 = (4r) 2 a43r 空間利用率 = 晶胞含有原子的體積 / 晶胞體積 100%68%100a )a43(342a r342 3 33 3 金屬晶體 第二層對第一層來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 ) A B，關(guān)鍵是第三層，對第一二層來說，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？ 問題探究知識2、金屬晶體的原子堆積模型問題探究 金屬晶體 問題探究知識2、金屬晶體的原子堆積模型1 2 3456 下圖是此種六方緊密堆積的前
6、視圖第一種是將第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的球。每兩層形成一個周期，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 6 3 金屬晶體 問題探究知識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： 每個晶胞含原子數(shù)：74% 2（Be Mg B B B ） 金屬晶體 問題探究知識2、金屬晶體的原子堆積模型1 2 3456 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 位置每三層形成一個周期，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 6 3 金屬晶體 問題探究知識2
7、、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： 每個晶胞含原子數(shù)：74% 4（ B Pb Pd Pt ） 金屬晶體求面心立方晶胞的空間利用率.晶胞邊長為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 % 知識拓展知識2、金屬晶體的原子堆積模型 金屬晶體常見金屬晶體的堆積模型 當(dāng)堂感悟 金屬晶體知識3、石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體 知識拓展同層內(nèi)碳原子共價鍵結(jié)合，
8、 層層間范德華力石墨的熔點很高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 金屬晶體 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比較課時小結(jié) 金屬晶體 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每個晶胞內(nèi)含2個原子 D每個晶胞內(nèi)含6個原子金屬鍵沒有方向性,沒有飽和性使原子吸引盡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個頂點1個
9、體心原子數(shù)：8 1/8+1=2體心立方 C 金屬晶體 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金屬晶體的熔點都很高，硬度都很大C鈣的熔點、沸點高于鉀D溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好 Hg常溫是液體Ca的金屬鍵強于K減弱 C 金屬熔點差別大：汞熔點 (-38.9 )鐵 (1535 ) 化學(xué) 選修 33.2.2離 子 晶 體 第 2 6 頁離子晶體 離子晶體 食鹽 圖片導(dǎo)學(xué) 第 2 7 頁離子晶體 視頻導(dǎo)學(xué)氯化鈉 干冰 金剛石熔點( ) 801 -56.2為什么氯化鈉的性質(zhì)與干冰、金剛石的不同？思考討論 第 2 8 頁離子晶體知識1、離子晶體1、定義： 由陽
10、離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。2、成鍵粒子： 陰、陽離子3、相互作用力： 離子鍵4、常見的離子晶體： 強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。問題解讀 第 2 9 頁離子晶體5、晶胞類型：(1)氯化鈉型晶胞Na+和Cl-的位置： 均位于頂角，并交錯排列鈉離子：體心 棱中點氯離子：面心 頂點，或反之。每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)：與Na +等距離且最近的Na+ 有： 12個 知識解讀知識1、離子晶體Na +： Cl-： 第 3 0 頁離子晶體 -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個知識解讀知識1、離子晶體 第 3 1 頁離子晶體(2)氯化銫型晶胞
11、 銫離子和氯離子的位置：Cs+：體心 Cl-：頂點；或反之。每個晶胞含Cs+、Cl-個數(shù)： 1與Cs+等距離且最近的Cs+、Cl-Cs +：6個；Cl-：8個(配位數(shù))知識解讀5、晶胞類型：知識1、離子晶體 第 3 2 頁離子晶體 -Cs + -Cl- 知識解讀CsCl晶體知識1、離子晶體5、晶胞類型： 第 3 3 頁離子晶體(3)CaF2型晶胞 一個CaF2晶胞中4個Ca2+和8個FCa2+的配位數(shù)： 8F -的配位數(shù)： 4知識解讀知識1、離子晶體5、晶胞類型： 第 3 4 頁離子晶體(4)ZnS型晶胞1個ZnS晶胞4個陽離子4個陰離子陽離子配位數(shù)： 4 陰離子配位數(shù)： 4 知識解讀知識1、
12、離子晶體5、晶胞類型： 第 3 5 頁離子晶體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： 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 知識解讀知識1、離子晶體無單個分子；無分子式。熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。一般易溶于水，難溶有機溶劑。固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電。 第 3 6 頁離子晶體 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) 陽離子配位數(shù)NaClCsCl 6 68 8什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？配位數(shù) 4 6 8半徑比 0.20.4 0.40.7 0.71.0空間構(gòu)型 ZnS NaCl CsCl思考交流 根據(jù)下表數(shù)據(jù)分
13、析影響離子晶體中離子配位數(shù)的因素。知識2、晶格能 一定程度上可以用來衡量離子鍵的強弱 第 3 7 頁離子晶體1、定義：拆開1mol 離子晶體，形成完全氣態(tài)陰陽離子所吸收的能量。氟化物 晶格能/kJmol-1NaF 923MgF2 2957AlF 3 5492 問題解讀知識2、晶格能符號 U2、晶格能的大小的影響因素 離子半徑、所帶電荷所帶電荷越多，離子半徑越小，離子間的距離越小，晶格能越大 第 3 8 頁離子晶體 問題解讀知識2、晶格能晶格能隨離子間距的減小而增大,因此隨著陽離子或陰離子半徑的減小,晶格能增大;晶格能愈大,晶體的熔點就愈高。晶格能 q1. q2 /r晶格能與陰、陽離子所帶電荷的
14、乘積成正比；與陰、陽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。 第 3 9 頁離子晶體 問題解讀知識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K J/mol 晶出次序ZnS 771.41 先PbS 670.0 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)定熔點越高硬度越大離子鍵越強晶格能越大 第 4 0 頁離子晶體 構(gòu)成微粒 陰(陽)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
15、小的因素課時小結(jié) 當(dāng)堂感悟1.離子晶體結(jié)構(gòu)特點 微粒間作用力 離子鍵正負(fù)離子電荷比 第 4 1 頁離子晶體 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 6 Cl和Cs都 8 F 4Ca 2 8晶胞中微粒數(shù) Na、Cl都 4 Cs、Cl都 1 Ca2 4F 8陰陽離子個數(shù)比 1 1 1 1 2 1化學(xué)式 NaCl CsCl CaF2 第 4 2 頁離子晶體1、如圖是氯化銫晶體的晶胞，已知晶體中兩個最近的Cs離子核間距離為a cm，氯化銫相對分子質(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8個晶胞共用每個晶胞有1個Cs - 1個C
16、l-1mol氯化銫 V= NA a3 cm3 第 4 3 頁離子晶體2.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、棱邊中點、立方體體心。下面關(guān)于該化合物說法正確的是()A該晶體的化學(xué)式為ZXY3B該晶體的熔點一定比金屬晶體熔點高C每個X周圍距離最近的Y有8個D每個Z周圍距離最近的X有16個 當(dāng)堂鞏固晶胞內(nèi)屬于晶胞 1頂點為8個共用1棱上為4個共用 3金屬晶體熔點差別大，無可比性 6個 8個 A 第 4 4 頁離子晶體3、判斷K Cl、NaCl、CaO、BaO晶體熔點高低順序可能是（ ）AK ClNaClBaOCaOBNaClK ClCaOBaOCCaOBaONaClK ClDCaOBaOK ClNaCl 當(dāng)堂鞏固C均是離子晶體 離子晶體離子帶電荷越多，半徑越小，晶格能越大，晶體的熔點越高。
金屬晶體與離子晶體 課件(共44張ppt)
