山東省泰安市高二化學(xué) 第3章 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體課件

復(fù)習(xí)思考：復(fù)習(xí)思考： 1.何謂金屬鍵？成鍵微粒是什么？有何特征？何謂金屬鍵？成鍵微粒是什么？有何特征？ 2.如何用金屬鍵解釋金屬的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和延展性？如何用金屬鍵解釋金屬的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和延展性？ 3.哪些因素會(huì)影響金屬鍵的強(qiáng)弱呢？哪些因素會(huì)影響金屬鍵的強(qiáng)弱呢？ 4. 何謂何謂A3型密堆積？型密堆積？ A1型密堆積？型密堆積？一一.金屬晶體金屬晶體1.金屬晶體金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體。金屬原子通過金屬鍵形成的晶體。2.金屬鍵的特征金屬鍵的特征：由于自由電子為整個(gè)金屬所：由于自由電子為整個(gè)金屬所共有，所以金屬鍵沒有方向性和飽和性。共有，所以金屬鍵沒有方向性和飽和性?！揪毩?xí)】金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在【練習(xí)】金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在( ) 金屬原子金屬原子金屬離子金屬離子自由電子自由電子陰離子陰離子 A.只有只有 B.只有只有 C. D.C3.金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體的原子堆積模型思考思考:1.如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的球體球體,把他們放置在平面上把他們放置在平面上,有幾種方式有幾種方式?2.上述兩種方式中上述兩種方式中,與一個(gè)原子緊鄰的原子數(shù)與一個(gè)原子緊鄰的原子數(shù)(配位數(shù)配位數(shù))分別是多少分別是多少?哪一種放置方式對(duì)空間哪一種放置方式對(duì)空間的利用率較高的利用率較高?行列對(duì)齊行列對(duì)齊 四球一空四球一空 行列相錯(cuò)行列相錯(cuò) 三球一空三球一空 (最緊密排列最緊密排列)密置層密置層(非最緊密排列非最緊密排列)非密置層非密置層3.金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體的原子堆積模型思考交流思考交流: 對(duì)于非密置層在三維空間有幾種堆積方式對(duì)于非密置層在三維空間有幾種堆積方式?上下對(duì)齊上下對(duì)齊 簡單立方簡單立方質(zhì)疑：有沒有其他方式的密堆積？質(zhì)疑：有沒有其他方式的密堆積？配位數(shù)：配位數(shù)：晶胞中的微粒數(shù)：晶胞中的微粒數(shù)：61 這種堆積方式的特點(diǎn)是將上層金屬原子填入下層這種堆積方式的特點(diǎn)是將上層金屬原子填入下層金屬原子形成的凹穴中金屬原子形成的凹穴中,每層均照此堆積每層均照此堆積.鉀鉀.鈉鈉.鐵鐵等金屬采用這種堆積方式，簡稱為等金屬采用這種堆積方式，簡稱為A2型。型。體心立方體心立方配位數(shù)：配位數(shù)：晶胞中的微粒數(shù)：晶胞中的微粒數(shù)：82體心立方晶胞體心立方晶胞配位數(shù)：配位數(shù)：8 8晶胞中的微粒數(shù)：晶胞中的微粒數(shù)：2小結(jié)：小結(jié)：常見金屬晶體的三種結(jié)構(gòu)型式常見金屬晶體的三種結(jié)構(gòu)型式配位數(shù)配位數(shù)晶胞中的微粒晶胞中的微粒數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖常見金屬常見金屬六方最密堆積六方最密堆積A3體心立方密體心立方密堆積堆積A2面心立方最密面心立方最密堆積堆積A1三種典型結(jié)構(gòu)三種典型結(jié)構(gòu)型式型式12812224Mg,Zn,TiLi,Na,K,Ba,W,FeCa,Cu,Au,Al,Pd,Pt,Ag，【練習(xí)【練習(xí)1】金屬晶體堆積密度大，原子配位】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是（數(shù)高，能充分利用空間的原因是（ ） A.金屬原子的價(jià)電子數(shù)少金屬原子的價(jià)電子數(shù)少 B.金屬晶體中有自由電子金屬晶體中有自由電子 C.金屬原子的原子半徑大金屬原子的原子半徑大 D.金屬鍵沒有飽和性和方向性金屬鍵沒有飽和性和方向性D【練習(xí)【練習(xí)2】金屬具有延展性的原因（金屬具有延展性的原因（ ）A.A.金屬原子半徑都較大，價(jià)電子較少金屬原子半徑都較大，價(jià)電子較少B.B.金屬受外力作用變形時(shí)，金屬陽離子與金屬受外力作用變形時(shí)，金屬陽離子與自由電子間仍保持較強(qiáng)烈作用自由電子間仍保持較強(qiáng)烈作用C.C.金屬中大量自由電子受外力作用時(shí)運(yùn)動(dòng)金屬中大量自由電子受外力作用時(shí)運(yùn)動(dòng)速度加快速度加快D.D.自由電子受外力作用時(shí)能迅速傳遞能量自由電子受外力作用時(shí)能迅速傳遞能量B氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)二、離子晶體二、離子晶體：Cl-Na+小結(jié)：小結(jié)：1. 1. 每個(gè)每個(gè)NaNa+ +同時(shí)吸引同時(shí)吸引 個(gè)個(gè) Cl Cl- -，每個(gè)，每個(gè)ClCl- -同時(shí)吸引同時(shí)吸引 個(gè)個(gè)Na+Na+，而，而Na+Na+數(shù)目與數(shù)目與Cl-Cl-數(shù)目之?dāng)?shù)目之比比為為 化學(xué)式為化學(xué)式為_ _ 2. 2. 根根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有 NaNa+，有有 個(gè)個(gè)ClCl- -3. 3. 在在每個(gè)每個(gè)NaNa+ +周圍與它最近的且距離相等周圍與它最近的且距離相等的的NaNa+ +有有 個(gè)個(gè)6 661 1：1 1NaCl44 41212小結(jié)小結(jié)1. 1. 每每個(gè)個(gè)CsCs+ +同時(shí)吸引同時(shí)吸引 個(gè)個(gè) ClCl- -，每，每個(gè)個(gè)ClCl- -同時(shí)吸引同時(shí)吸引 個(gè)個(gè)CsCs+ +，而，而CsCs+ +數(shù)目與數(shù)目與ClCl- -數(shù)目之為數(shù)目之為 化學(xué)式為化學(xué)式為 2. 2. 根據(jù)氯化銫的根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有 CsCs+ +，有有 個(gè)個(gè)ClCl- -3 3. . 在在每個(gè)每個(gè)CsCs+ +周圍與它最近的且距離相周圍與它最近的且距離相等的等的CsCs+ +有有 個(gè)個(gè)8 88 81 1：1 1CsClCsCl11 16ZNSZNS的晶體結(jié)構(gòu)示意圖的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)硫化鋅的根據(jù)硫化鋅的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有 個(gè)個(gè)ZnZn2+2+，有有 個(gè)個(gè)S S2-2-44離離 子子 晶晶 體的空間結(jié)構(gòu)體的空間結(jié)構(gòu)1. NaCl1. NaCl 型型2. CsCl2. CsCl 型型 觀察給出的觀察給出的氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)，分析氯化鈉的化學(xué)式用分析氯化鈉的化學(xué)式用NaClNaCl表示的原表示的原因。能否把因。能否把NaClNaCl稱為分子式？稱為分子式？3. ZnS3. ZnS 型型晶體晶體類型類型晶胞結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu)配位數(shù)配位數(shù)符合類型符合類型NaClNaCl型型CsClCsCl型型ZnSZnS型型 AB型離子晶體的基本結(jié)構(gòu)型式對(duì)比：型離子晶體的基本結(jié)構(gòu)型式對(duì)比：NaClLi,Na,K和和Rb的鹵的鹵化物化物, AgF,MgOCsBr,CsI,NH4ClBeO、BeS6841. 1. 晶格能晶格能 ( (在一定程度上可以用來衡量離子鍵的強(qiáng)在一定程度上可以用來衡量離子鍵的強(qiáng)弱弱) ) 拆開拆開1mol 1mol 離子晶體，使之形成離子晶體，使之形成完全完全氣態(tài)氣態(tài)陰陰離子離子和氣態(tài)陽離子所吸收的和氣態(tài)陽離子所吸收的能能量量. . 2. 2. 意義意義一般而言，一般而言，晶格能晶格能越大，離子晶體的離越大，離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越子鍵越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。大。 從表中數(shù)據(jù)可以看出從表中數(shù)據(jù)可以看出: : 離子晶體的晶格能隨離子間距的減小而增大離子晶體的晶格能隨離子間距的減小而增大, ,因因此隨著陽離子或陰離子半徑的減小此隨著陽離子或陰離子半徑的減小, ,晶格能增大晶格能增大; ;晶格能愈大晶格能愈大, ,晶體的熔點(diǎn)就愈高。晶體的熔點(diǎn)就愈高。離子晶體的晶格能還與陰、陽離子所帶的電荷離子晶體的晶格能還與陰、陽離子所帶的電荷數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。 晶格能與陰、陽離子所帶電荷的乘積成正比，與晶格能與陰、陽離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比陰、陽離子間的距離成反比 晶格能晶格能 q q1 1. . q2/r 晶格能的大小還與離子晶體的晶格能的大小還與離子晶體的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)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。荷的離子之間卻存在相互排斥作用。 離子晶體的特性；離子晶體的特性；(1)(1)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高，而且隨著離子電荷的增熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高，而且隨著離子電荷的增加、離子間距的縮短，晶格能增大，熔點(diǎn)升高。加、離子間距的縮短，晶格能增大，熔點(diǎn)升高。(2)(2)一般易溶與水，難溶于非極性溶劑。一般易溶與水，難溶于非極性溶劑。(3)(3)固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電【練習(xí)練習(xí)】 試比較試比較CaO、BaO、NaCl、KCl的熔點(diǎn)高低順序的熔點(diǎn)高低順序 CaOBaONaClKCl