金屬晶體與離子晶體 課件

第2節(jié)金屬晶體與離子晶體

一、金屬晶體Ti1.定義通過(guò)金屬鍵形成的晶體，叫做金屬晶體。2.金屬鍵金屬離子跟自由電子之間存在的較強(qiáng)的作用，叫做金屬鍵。3)金屬鍵不具有方向性和飽和性。4)金屬鍵的強(qiáng)弱與價(jià)電子的數(shù)目、金屬離子的半徑有關(guān)。一般價(jià)電子數(shù)越多、離子半徑越小、電荷數(shù)越多金屬鍵就越強(qiáng)。（1）金屬鍵的成鍵微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子。（2）金屬鍵存在于金屬單質(zhì)和合金中。ＡＢＡＣＢＡ鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式六方最密堆積面心立方最密堆積3.金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)123456ABABAA3型密堆積配位數(shù)：12—六方最密堆積Mg型堆積123456ABCAABCA1型最密堆積配位數(shù)：12—面心立方堆積Cu型堆積配位數(shù)8六方緊密堆積（A3）Mg

面心立方緊密堆積(A1)Cu體心立方堆積(A2)K

金屬的堆積方式A2型最密堆積—體心立方堆積ChemistryPengyun_121@126.com金屬晶體與離子晶體三種典型結(jié)構(gòu)型式面心立方最密堆積A1體心立方最密堆積A2六方最密堆積A3常見(jiàn)金屬Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、PtLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)128124.常見(jiàn)金屬晶體的三種結(jié)構(gòu)型式：（1）導(dǎo)電性金屬晶體中存在許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動(dòng)是沒(méi)有方向性的，但在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。注意區(qū)別金屬導(dǎo)電的電解質(zhì)的導(dǎo)電5.金屬晶體的共性

（2）導(dǎo)熱性

自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞而引起能量的交換，從而能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。（3）延展性大多數(shù)金屬具有較好的延展性。當(dāng)金屬受到外力時(shí)，晶體中的各離子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但自由電子能夠維系整個(gè)金屬鍵的存在，受到外力后相互作用沒(méi)有被破壞，金屬雖然發(fā)生了形變，但不會(huì)導(dǎo)致斷裂。

最密堆積的金屬延展性往往最好

（4）熔沸點(diǎn)金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬離子半徑和所帶電荷有關(guān)。金屬離子半徑越小，所帶電荷越多，金屬鍵越強(qiáng)。金屬的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。同周期的金屬單質(zhì)，從左至右(如鈉、鎂、鋁)熔沸點(diǎn)升高，硬度增大；同主族的金屬單質(zhì)，從上至下(如堿金屬)熔、沸點(diǎn)降低，硬度減小。（5）顏色由于金屬原子緊密排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面上時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀白色。(6)合金①概念：由金屬與金屬或金屬與非金屬混合而成具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)稱(chēng)為合金。如Na—K合金、Cu—Zn合金等。②合金的性質(zhì)(一般情況)：

a．合金的熔點(diǎn)低于任一金屬

b．合金的硬度強(qiáng)于任一金屬。練習(xí)

1.金屬晶體都是純凈物嗎？金屬晶體包括金屬單質(zhì)和合金，合金為混合物2.金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么區(qū)別？金屬導(dǎo)電一般為物理變化，僅僅是自由電子的定向移動(dòng)，而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是其被電解的過(guò)程。1.概念：陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵結(jié)合，在空間有規(guī)律排列形成的晶體。

2.存在：離子化合物

二、離子晶體3.常見(jiàn)的AB型離子化合物晶體類(lèi)型氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)示意圖1）每個(gè)Na+同時(shí)吸引

個(gè)Cl-，每個(gè)Cl-同時(shí)吸引6個(gè)Na+，每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有Na+數(shù)目為----------Cl-數(shù)目為

故化學(xué)式為NaCl。

61：12）鈉離子和氯離子的位置：鈉離子：體心和棱中點(diǎn)；氯離子：面心和頂點(diǎn)，或者反之。

（3）在NaCl晶體中每個(gè)Na+同時(shí)吸引著6個(gè)Cl-。它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。正八面體（4）與一個(gè)Na+相鄰最近且距離相等的Na+有

個(gè)12---Cs+---Cl-CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖CsCl晶胞（1）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心氯離子：頂點(diǎn)；或者反之。（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)銫離子：1個(gè)；氯離子：1個(gè)（3）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個(gè)？銫離子：6個(gè)；氯離子：8個(gè)ZnS的晶體結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)硫化鋅的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有

個(gè)Zn2+，有

個(gè)S2-。444.晶格能(可以用來(lái)衡量離子鍵的強(qiáng)弱)（1）概念：將1mol離子晶體中的陰、陽(yáng)離子完全氣化而遠(yuǎn)離所吸收的能量。

（2）意義：一般而言，晶格能越大，離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，離子晶體越穩(wěn)定。（3）影響因素：晶格能與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比

晶格能∝q1.q2r5.離子晶體的特性；（1）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。（2）一般易溶與水，難溶于非極性溶劑。（3）固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電各類(lèi)型離子晶體晶胞的比較晶體類(lèi)型晶胞類(lèi)型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)距離最近且相等的相反離子每個(gè)晶胞含有離子數(shù)實(shí)例NaCl型

ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：6688444844114484KBrAgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、

BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl堿土金屬鹵化物、堿金屬氧化物。1.

在金屬晶體中最常見(jiàn)的三種堆積方式有：（1）配位數(shù)為8的

堆積，（2）配位數(shù)為

的面心立方最密堆積，（3）配位數(shù)為

的

堆積。練習(xí)體心立方1212六方最密2.1183K以下純鐵晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖1所示，1183K以上轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2所示結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單元。在1183K以下的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_(kāi)_____個(gè)；在1183K以上的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_(kāi)__________；8123.堿金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質(zhì)是（）①較高沸點(diǎn)②能溶于水②水溶液能導(dǎo)電④低熔點(diǎn)⑤熔融狀態(tài)不導(dǎo)電

A①②③