高中化學(xué)選修三3-3(2)

1、第三節(jié)第三節(jié) 金屬晶體金屬晶體第第二二課時(shí)課時(shí) 下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A.A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子離子B B. .原子晶體中只含有共價(jià)鍵原子晶體中只含有共價(jià)鍵 C.C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵 D D. .分子晶體中只存在分子間作用力，不含有分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵其他化學(xué)鍵B課課前前練習(xí)練習(xí)知識(shí)回顧：知識(shí)回顧：三種晶體類型與性質(zhì)的比較三種晶體類型與性質(zhì)的比較共價(jià)鍵共價(jià)鍵范德華力范德華力金屬鍵金屬鍵原子原子分子分子金屬陽離子和金屬陽離子和自由電子自由電

2、子很高很高很低很低差別較大差別較大很大很大很小很小差差別較大別較大無（硅為半導(dǎo)體）無（硅為半導(dǎo)體）無無導(dǎo)體導(dǎo)體堆積原理：堆積原理：組成晶體的金屬原子在沒有其他因素組成晶體的金屬原子在沒有其他因素影響時(shí)，在空間的排列大都遵循影響時(shí)，在空間的排列大都遵循緊密堆積緊密堆積原理。這原理。這是因?yàn)榻饘冁I沒有方向性，因此都趨向于使金屬原是因?yàn)榻饘冁I沒有方向性，因此都趨向于使金屬原子吸引更多的其他原子分布于周圍，并以緊密堆積子吸引更多的其他原子分布于周圍，并以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。二、金屬晶體的原子堆積模型二、金屬晶體的原子堆積模型緊密堆積：

3、緊密堆積：微粒之間的作用力，使微粒間盡可能的相互微粒之間的作用力，使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間。接近，使它們占有最小的空間。空間利用率：空間利用率：晶體的空間被粒子占據(jù)的百分?jǐn)?shù)。用來表晶體的空間被粒子占據(jù)的百分?jǐn)?shù)。用來表示緊密堆積的程度。示緊密堆積的程度。配位數(shù)：配位數(shù)：在密堆積中，一個(gè)原子或離子周圍距離最近且在密堆積中，一個(gè)原子或離子周圍距離最近且相等的原子或離子的數(shù)目。相等的原子或離子的數(shù)目。1、金屬原子在平面金屬原子在平面上（即二維空間里）上（即二維空間里）有幾種有幾種排列方式？排列方式？金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體的原子堆積模型 （a a）非密置層）非密置層（b b

4、）密置層）密置層思考：思考：金屬原子在形成晶體時(shí)有幾種堆積方式？金屬原子在形成晶體時(shí)有幾種堆積方式？I I 型型II II 型型配位數(shù)配位數(shù)=4配位數(shù)配位數(shù)=6密置層密置層非密置層非密置層12341234561 1、金屬晶體的原子在二維平面的堆積模型、金屬晶體的原子在二維平面的堆積模型 金屬晶體可以看成金屬原子在三維空間金屬晶體可以看成金屬原子在三維空間中堆積而成。中堆積而成。將金屬原子在將金屬原子在三維空間里堆積三維空間里堆積起來，起來，有幾有幾種種不同的堆積不同的堆積方式？請(qǐng)比較不同方式堆積時(shí)金屬晶體的方式？請(qǐng)比較不同方式堆積時(shí)金屬晶體的配位數(shù)、原子的空間利用率、晶胞的區(qū)別。配位數(shù)、原子的

5、空間利用率、晶胞的區(qū)別。思考與交流思考與交流簡單立方堆積（簡單立方堆積（PoPo）2 2、金屬晶體原子在三維空間的堆積模型、金屬晶體原子在三維空間的堆積模型簡單立方堆積簡單立方堆積配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：（1 1）非密置層在三維空間堆積）非密置層在三維空間堆積非最緊密堆積，空間利用率低（非最緊密堆積，空間利用率低（ ）配位數(shù)是配位數(shù)是 個(gè)個(gè)62 2、金屬晶體原子在三維空間的堆積模型、金屬晶體原子在三維空間的堆積模型簡單立方堆積：簡單立方堆積：Po 每個(gè)晶胞含原子數(shù)：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：1 152% 體心立方堆積體心立方堆積（ IA，VB，VIB）2 2、金屬晶體原子在三維空間的堆

6、積模型、金屬晶體原子在三維空間的堆積模型體心立方堆積體心立方堆積配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：體心立方堆積體心立方堆積-鉀型鉀型這種堆積屬于非密置層堆積，配這種堆積屬于非密置層堆積，配位數(shù)為位數(shù)為 ，晶胞是一個(gè)體心立，晶胞是一個(gè)體心立方，每個(gè)晶胞含方，每個(gè)晶胞含 個(gè)原子，空個(gè)原子，空間利用率也不高（間利用率也不高（ ），），如如堿金屬、堿金屬、Fe等等采取這種堆積方式。采取這種堆積方式。2868%（ IA，VB，VIB）123456123456AB， 第二層對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球第二層對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)對(duì)準(zhǔn)1，3，5 位。位。 ( 或?qū)?zhǔn)或?qū)?zhǔn) 2，4

7、，6 位，其情形位，其情形是一樣的是一樣的 ) 關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第三層關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式?？梢杂袃煞N最緊密的堆積方式。金屬晶體的兩種最密堆積方式金屬晶體的兩種最密堆積方式鎂型鎂型和和銅型銅型鎂型鎂型銅型銅型（2 2）密置層在三維空間堆積）密置層在三維空間堆積 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA 第一種是將第三層的球?qū)Φ谝环N是將第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的球。準(zhǔn)第一層的球。123456 于是于是每兩層每兩層形成一個(gè)周期，形成一個(gè)周期，即即 AB AB 堆積方式，形成堆積方式，形成六方緊密堆積六方緊密堆積。

8、 配位數(shù)配位數(shù) 。 ( ( 同層同層 ，上下層各上下層各 ) )1212 6 63 3六方最密堆積六方最密堆積-鎂型鎂型（Be Mg B B BBe Mg B B B） 六方最密堆積（鎂型）六方最密堆積（鎂型） 六方最密堆積（鎂型）六方最密堆積（鎂型） 每兩層形成一個(gè)每兩層形成一個(gè)周期，即周期，即 AB AB 堆積方式，形成六堆積方式，形成六方方最最密堆積密堆積。 六方最密堆積六方最密堆積1200配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：121274%74%2 2 第二種是將第三層的球第二種是將第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的對(duì)準(zhǔn)第一層的 2 2，4 4，6 6 位位，

9、不同于不同于 AB 兩層的兩層的位置位置，這是這是 C 層。層。123456123456123456 面心立方最密堆積面心立方最密堆積-銅型銅型（B Pb Pd Pt ）此種立方緊密堆積的前視圖此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A A，于是于是形成形成ABCABC、ABC ABC 三層一三層一個(gè)周期。得到面心立方個(gè)周期。得到面心立方最密最密堆積堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 。( ( 同層同層 ，上下層各上下層各 ) ) 12126 6 3 3123456 面心立方面心立方 （銅型）（銅型） 立方面心方最密堆積（銅型）立方面心方最密堆積（銅型）ABC 三層一個(gè)周期。三層一個(gè)周

10、期。 得到面心立方堆積得到面心立方堆積。123456面心立方最密堆積面心立方最密堆積BCA配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：121274%74%4 4面心立方面心立方最密堆積最密堆積金屬晶體四種堆積模型對(duì)比金屬晶體四種堆積模型對(duì)比簡單立簡單立方堆積方堆積體心立方體心立方密堆積密堆積六方最六方最密堆積密堆積面心立方面心立方六方六方體心立方體心立方簡單立方簡單立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、Fe閱讀課文閱讀課文7979資料卡片資料卡片，并填寫下表，并填寫下表 一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵一種結(jié)晶形碳，有

11、天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色指成灰黑色，有金屬光澤。六方晶系，成葉有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm2.25g/cm3 3，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩用作潤滑劑，并用于制造坩堝堝、電極、鉛筆、電極、鉛筆芯等。芯等。 知識(shí)拓展石墨知識(shí)拓展石墨石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體結(jié)構(gòu) 1、 石墨是層狀結(jié)構(gòu)的晶體。石墨是層狀結(jié)構(gòu)的

12、晶體。在層內(nèi)，每個(gè)在層內(nèi)，每個(gè)C以以SP2雜化雜化與與3個(gè)個(gè)C形成形成C-C鍵，構(gòu)成正六邊形，層內(nèi)存在共鍵，構(gòu)成正六邊形，層內(nèi)存在共價(jià)鍵，層間以分子間作用力結(jié)合。所以石墨熔點(diǎn)價(jià)鍵，層間以分子間作用力結(jié)合。所以石墨熔點(diǎn)很高，硬度很小很高，硬度很小。 2、石墨晶體不是原子晶體。石墨晶體不是原子晶體。石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，又有金屬鍵，還有范德華力，不能簡單地歸屬于其中任何不能簡單地歸屬于其中任何一種晶體，是一種混合晶體。一種晶體，是一種混合晶體。3、石墨晶體中石墨晶體中C原子數(shù)與原子數(shù)與C-C數(shù)目之比為數(shù)目之比為2:3 4、金剛石、石墨是碳元素的兩

13、種同素異形體，金剛石、石墨是碳元素的兩種同素異形體，在一定條件下二者可互相轉(zhuǎn)化：在一定條件下二者可互相轉(zhuǎn)化：石墨（石墨（s） 金剛石（金剛石（s）；正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，）；正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，穩(wěn)定性：石墨穩(wěn)定性：石墨 金剛石。金剛石。 5、金剛石晶體與石墨晶體中的碳碳鍵長：金剛石晶體與石墨晶體中的碳碳鍵長： 石墨石墨 金剛石金剛石思考與交流：1 1、石墨為什么很軟？、石墨為什么很軟？2 2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3 3、石墨屬于哪類晶體？為什么？、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大鍵）鍵），故熔沸點(diǎn)，故熔沸點(diǎn)很高。很高。石墨為混合型晶體石墨為混合型晶體。4 4、為什么固態(tài)非金屬一般不導(dǎo)電（如金剛石）為什么固態(tài)非金屬一般不導(dǎo)電（如金剛石）而石墨可導(dǎo)電？有何用途？而