资源简介

(共29张PPT)
第三章
第三节 金属晶体与离子晶体
0
第1课时
新课引入
观察金属置换反应中金属的生长过程，可知：金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。在常温下，金属（除汞外）都是晶体
思考：金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？
金属晶体晶胞特征：层状紧密堆积
金属键
一、金属键与金属晶体
电子气理论简介
金属键成键本质——电子气理论：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，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
金属键的特征金属键无方向性和饱和性。
一、金属键与金属晶体
（一）金属键
1.本质：金属原子脱落下来的________形成遍布整块晶体的“ ________”,被所有原子共用，从而把所有_________维系在一起。
金属键：金属阳离子与自由电子之间的强烈作用
2.成键微粒：
3.金属键的特征：
价电子
电子气
金属原子
金属阳离子与自由电子
金属键没有方向性和饱和性
金属键的强弱
金属离子半径大小
价电子的多少
一、金属键与金属晶体
2.构成微粒：
金属阳离子、电子
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
3.微粒间作用力：
金属键
金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用
自由电子
金属阳离子
+
金属
合金
（二）金属晶体
金属阳离子与自由电子之间通过金属键作用形成的晶体
1.定义：
注意:
①在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，晶体中有阳离子不一定有阴离子，若有阴离子，则一定有阳离子。
②在金属晶体中，不存在单个分子或原子，金属单质或合金属于金属晶体。
一、金属键与金属晶体
金属晶体中，自由电子在外加电场作用下，发生定向移动，形成电流，使金属具有良好的导电性，金属晶体中除自由电子外的金属阳离子在其位置附近振动，加热时，金属阳离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，因而金属的电阻随温度升高而增大。
通性一：金属的导电性以及金属的电阻随温度升高而增大
“电子气理论”解释金属的通性
电子气的运动：无序
自由电子定向运动形成电流
一、金属键与金属晶体
①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属
②石墨具有导电性，属于非金属。
还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。
③金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。
而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化
特别说明：
一、金属键与金属晶体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。
“电子气理论”解释金属的通性
通性二：金属的导热性
一、金属键与金属晶体
金属晶体中，由于自由电子的“胶合”作用，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。
“电子气理论”解释金属的通性
通性三：金属的延展性
延展性最好的金属是金，一两黄金，压成金箔可覆盖两个篮球场。
外力
纯金属内原子的
排列十分规整
合金内原子层之间的相对滑动变得困难，会影响金属的延展性甚至硬度。这是对合金性能发生改变的一种比较粗浅的解释
合金：
一、金属键与金属晶体
自由电子：可吸收所有频率的光，很快释放出去，使绝大多数块状金属不透明且具有金属光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
“电子气理论”解释金属的通性
通性四：金属具有金属光泽
一、金属键与金属晶体
对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，晶体的熔沸点与哪些因素有关？
元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) Mg Al
离子半径/pm 76 102 138 72 53.5
价电子数 1 1 1 2 3
熔点/℃ 180.5 97.72 63.65 651 660
沸点/℃ 1347 883 759 1107 2324
Li-K：价电子数相同，离子半径逐渐增大，
金属键作用减弱，熔沸点降低。
Na-Mg-Al:
离子半径依次减小，价电子数增多，金属键增强。
一、金属键与金属晶体
3.金属键的影响因素：
离子半径
价电子数
离子半径越小，价电子数越多，金属键越强
金属键越强，
金属的熔沸点越高，硬度越大
注意：
①一般合金的熔沸点比各成分金属的熔沸点低
②一般过渡金属高于主族金属
Na
＋
用电子式表示氯化钠的形成过程：
Cl
Na＋
Cl
－
NaCl晶体不能导电，但熔融的NaCl却能导电，这说明了什么？
思考
二、离子晶体
1、定义：由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体
堆积微粒：阴阳离子； 微粒间作用力：离子键；
注意：
① 离子晶体中不存在分子；
② 离子键的强弱与离子的电荷、离子的半径有关；
电荷越大离子键越强，半径越小离子键越强。
常见物质：强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐；
二、离子晶体
2、物理性质：
具有较高的熔、沸点，难挥发，硬度大，不导电，易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
（1）硬度：离子晶体的硬度较大，难于压缩。
阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
（2）溶解性：大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水），难溶于非极性溶
剂（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”规律。
二、离子晶体
离子间距/pm 电荷数 熔点/℃
NaCl 276 1 801
NaBr 290 1 750
MgO 205 2 2800
CaO 239 2 2576
离子晶体的熔点与哪些因素有关？
离子键
强弱
熔点
离子半径、所带电荷
离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔点越高，硬度越大
思考
Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中离子键强于CsCl中离子键，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。
NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。
二、离子晶体
3、常见离子晶体：
NaCl晶胞
熔点：801oC、沸点：1413oC
① 每个晶胞含钠离子、氯离子的个数 、 ；
② 配位数：一种离子周围最邻近的带相反电荷
的离子数目。
每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个。
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Na＋有____个。
它们所围成的空间几何构型是： 。
二、离子晶体
3、常见离子晶体：
NaCl晶胞
③ 每个Na＋周围
与之等距且距离最近的Na＋有___个。
每个Cl－周围
与之等距且距离最近的Cl－有____个。
二、离子晶体
3、常见离子晶体：
CsCl晶胞
熔点：645℃、沸点：1290℃；
① 每个晶胞含铯离子、氯离子的个数： 、 ；
② 配位数：
每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个；
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Cs+有_____个。
它们所围成的空间几何构型是 。
二、离子晶体
3、常见离子晶体：
CsCl晶胞
熔点：645℃、沸点：1290℃；
③ 每个Cs＋周围
与之等距且距离最近的Cs＋有 个。
每个Cl－周围
与之等距且距离最近的Cl－有 个。
二、离子晶体
以上讨论了NaCl和CsCI两种离子晶体，实际上，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子（如H2O、NH3等)。
例如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在这些离子晶体中还存在共价键、氢键等。
晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。
然而，贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。
阴阳离子形成的物质，其熔点一定很高吗？
离子液体
科学.技术.社会 P88
四类典型晶体
晶体类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
微粒种类
微粒间 相互作用
典型晶体
金属阳离子和自由电子
金属键
原子
离子键
共价键
分子
分子间
作用力
阴、阳离子
金属Cu
NaCl
CO2
课堂小结
金属键与金属晶体
离子晶体
电子气理论
概念
成键粒子
金属键的强弱和对金属性质的影响
概念
影响因素
离子晶体的性质
金属晶体与离子晶体
第1课时
随堂练习
1．下列变化需克服共价键的是
A．金刚石熔化 B．汞变成汞蒸气 C．碘升华 D．食盐溶于水
A
2．三氯化铁的熔点为282℃、沸点为315℃，易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。在400℃时，它的蒸气中有双聚分子Fe2Cl6存在。则三氯化铁的晶体类型为
A．分子晶体 B．共价晶体 C．金属晶体 D．离子晶体
A
3．下列叙述不正确的是
A．离子晶体中一定含有阴、阳离子
B．离子晶体都是化合物
C．固态不导电、溶于水能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体
D．离子晶体一般具有较高的熔点
C

展开更多......

收起↑