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第三节　金属晶体与离子晶体
第1课时　金属晶体　离子晶体
第三章　晶体结构与性质
[学习目标]
1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒
及微粒间作用，并解释金属的物理性质(重点)。
2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质
的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异(重点)。
3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质
(重、难点)。
引入新课
除汞外，金属在常温下都是晶体，金属原子如何紧密地堆积在一起的？
铁 铜 金 钛 铂 汞
金属键
一、金属键与金属晶体
1．金属键
(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。
(2)成键粒子：金属阳离子和自由电子
(3)本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有
原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(4)特征：没有方向性及饱和性
一、金属键与金属晶体
1．金属键
(5)影响因素：原子半径、价电子数
一般而言，r金属原子越小，金属键越强；价电子数越多，金属键越强。
(6)对物质性质的影响：金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。
如钠熔点较低、硬度较小，而钨熔点最高、铬硬度最大。
(1)概念：
金属(除汞外)在常温下都是晶体，称其为金属晶体。
结构像很多硬球紧密堆积，原子间以金属键相互结合。
(2)用电子气理论解释金属的性质
延展性：
受外力各原子层相对滑动，但排列方式不变，电子气起润滑剂作用。
导电性：
电子气在电场中定向移动，电导率随温度升高而降低。
导热性：
电子气中的自由电子在热作用下与原子频繁碰撞，引起两者能量交换。
一、金属键与金属晶体
2．金属晶体
(1)变化规律
一、金属键与金属晶体
3．金属晶体熔点的变化规律
熔点差别较大，一般熔点较高，但有部分熔点较低，如Cs、Hg等。
铯 汞
汞——熔点最低 (－38.87 ℃)，钨——熔点最高(3 410 ℃)
元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) 37Rb(铷) 55Cs(铯)
熔点/℃ 180.5 97.81 63.65 38.89 28.40
沸点/℃ 1 347 882.9 774 688 678.4
金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。
(3)一般合金的熔点比各组分的熔点低，但硬度比其组分中任一金属的大。
一、金属键与金属晶体
(2)金属键的强弱对金属单质物理性质的影响
3．金属晶体熔点的变化规律
金属晶体的常见堆积方式
(1) 在二维空间中排列的两种方式
a：非密置层
b：密置层
一、金属键与金属晶体
知识拓展
知识拓展
金属晶体的常见堆积方式
(2) 在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同种原子)
一、金属键与金属晶体
简单立方堆积
钋
体心立方堆积
钠、钾、铬、钼、钨等
面心立方堆积
金、银、铜、铅等
应用体验
1.正误判断
(1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在
(2)金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
(3)金属晶体的构成粒子为金属原子
(4)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱
(5)金属晶体的熔点一定比分子晶体的高
√
×
×
×
√
一、金属键与金属晶体
应用体验
2.(2023·济南高二检测)下列有关金属的说法正确的是
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强
D.金属晶体的堆积方式会影响金属的性质
√
3.可用“自由电子”与金属离子的碰撞中有能量传递来解释的物理性质是
A.金属是热的良导体 B.金属是电的良导体
C.金属有良好的延展性 D.有金属光泽，不透明
√
一、金属键与金属晶体
应用体验
4.银晶体的晶胞如图所示。设银原子的半径为r，用NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示银的摩尔质量。下列说法错误的是
A.银晶体每个晶胞中含有4个银原子
B.配位数是12
C.一个晶胞的体积是
D.晶体的密度是
√
一、金属键与金属晶体
二、离子晶体
(1)定义：由阳离子和阴离子相互作用形成的晶体。
(2)成键粒子：阴、阳离子，有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)。
如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等。
(3)相互作用：离子键，可能含共价键，甚至存在氢键
(4)物理性质：
硬度较大，难压缩；熔点和沸点较高；
固体不导电，熔融状态或水溶液中能导电。
1．离子晶体
二、离子晶体
2．典型离子晶体
(1)NaCl晶体
每个Na＋周围距离最近的Cl－有 个；
每个Cl－周围距离最近的Na＋有 个；
晶体的化学式为 。
正八面体
6
6
NaCl
正八面体
Na＋ ：12× + 1＝4
Cl－：8× + 6×＝4
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是 个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是 ，Cl－数是 。
③若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，
则该晶体的密度为 ___________g·cm－3。
12
4
4
1pm = 1×10-10 cm
(2)CsCl晶体
每个Cs＋周围距离最近的Cl－有 个；
每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 个；
晶体的化学式为 。
8
8
正六面体
CsCl
①每个晶胞中实际拥有的Cs＋有1个，Cl－有1个。
②每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 个，构成 。
③若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，
则氯化铯晶体的密度为 ___________g·cm－3。
6
上下、左右、前后
正八面体
二、离子晶体
2．典型离子晶体
1.正误判断
(1)离子晶体一定是离子化合物
(2)离子晶体中只含离子键
(3)含有离子的晶体一定是离子晶体
(4)由金属与非金属形成的晶体，属于离子晶体
(5)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点
(6)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化
√
×
×
×
×
×
应用体验
二、离子晶体
2.下列性质中适合离子晶体的是
①熔点为1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
②熔点为10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
③能溶于CS2，熔点为－7.25 ℃，沸点为59.47 ℃
④熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm－3
⑤熔点为－218 ℃，难溶于水
⑥熔点为3 900 ℃，硬度很大，不导电
⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱
⑧难溶于水，熔点较高，固体不导电，熔化时导电
A.①⑧　　　　B.②③⑥　　　　C.①④⑦　　　　D.②⑤
√
二、离子晶体
应用体验
应用体验
3.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两个距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为____；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为_____，距离为____；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为____，距离为_____；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为____。
6
12
8
8
二、离子晶体
自我测试
1.(2023·广州期末)下列物质的熔点高低顺序正确的是
A.金刚石>晶体硅>碳化硅
B.K>Na>Li
C.NaFD.CI4>CBr4>CCl4>CH4
√
自我测试
2.铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如图甲、乙所示(a cm、b cm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是
A.两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子
B.乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14
C.甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1∶2
D.甲、乙两种铁晶体的密度比为b3∶2a3
√
自我测试
3.NaH的晶胞结构如图所示，已知其晶胞边长为a，下列说法错误的是
A.每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有6个
B.该晶胞中含有氢离子的数目为4
C.该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为
D.基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6
√
自我测试
4.如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是
A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比不同
C.CsCl晶体中每个Cl－周围紧邻8个Cs＋
D.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的半径比不同
√
自我测试
5.萤石(CaF2)晶胞结构如图所示，晶胞边长为a cm。
(1)小黑球代表的离子：_____。
(2)阳离子配位数为_____，阴离子配位数为____。
(3)每个Ca2＋周围最近且等距离的Ca2＋有___个，
每个F－周围最近且等距离的F－有____个。
(4)该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为____________。
Ca2＋
8
4
12
6
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