3-3-1 金屬晶體與離子晶體（教學(xué)課件）高中化學(xué)人教版選修二

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體學(xué)習(xí)

目標(biāo)第1課時(shí)

金屬晶體PART011、知道金屬晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。PART033、能從微觀的視角來(lái)解釋金屬晶體的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等宏觀性質(zhì)。PART022、能借助金屬晶體模型說(shuō)明金屬晶體中的粒子及粒子間的相互作用。一、金屬晶體銅和硝酸銀的置換反應(yīng)思考：那么，金屬晶體中的原子是通過(guò)什么作用結(jié)合在一起的？

觀察金屬置換反應(yīng)中金屬的生長(zhǎng)過(guò)程，可知：金屬具有較為規(guī)則的幾何外形，是一種晶體，我們稱其為金屬晶體。1、金屬晶體（2）構(gòu)成微粒及微粒間作用力：金屬陽(yáng)離子和自由電子金屬鍵金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間的作用力(靜電作用)一、金屬晶體（1）定義：金屬鍵原子間以

相結(jié)合的晶體叫金屬晶體。金屬鍵（3）金屬晶體的性質(zhì):金屬晶體的性質(zhì)：優(yōu)良的

、

、

和

。在常溫下，金屬(除汞外)都是晶體，其中除鍺、灰錫外都是金屬晶體。導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性金屬光澤金屬陽(yáng)離子與自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用。金屬陽(yáng)離子和自由電子一、金屬晶體2、金屬鍵（2）成鍵微粒：（1）定義：金屬單質(zhì)與合金中（3）存在：（4）金屬鍵的本質(zhì):描述金屬鍵的理論：①電子氣理論(最簡(jiǎn)單理論)②能帶理論（4）金屬鍵的本質(zhì)描述金屬鍵的最簡(jiǎn)單理論：電子氣理論

該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子(自由電子)形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有金屬原子維系在一起，形成像共價(jià)晶體一樣的“巨分子”,所以金屬晶體和共價(jià)晶體一樣，是一種“巨分子”，不存在單個(gè)分子.自由電子金屬陽(yáng)離子靜電作用一、金屬晶體注意：金屬鍵無(wú)方向性和飽和性，金屬晶體中的自由電子不專屬于某個(gè)特定的金屬陽(yáng)離子，而是幾乎均勻地分布在整個(gè)晶體里，把所有金屬原子維系在一起，所以金屬鍵無(wú)方向性和飽和性思考：對(duì)比鋰、鈉、鎂、鋁、鉀的原子結(jié)構(gòu)和熔沸點(diǎn)的數(shù)據(jù)，分析金屬晶體的熔沸點(diǎn)(金屬鍵的強(qiáng)弱)與哪些因素有關(guān)？晶體原子半徑/pm價(jià)電子數(shù)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃Li7611801340Na102197.72883K138163.65759Mg7226511107Al53.536602324①原子半徑大小：②價(jià)電子數(shù)多少：一、金屬晶體價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。金屬鍵強(qiáng)弱的影響因素：原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。1)判斷鈉、鎂、鋁熔沸點(diǎn)和硬度的大小?2)判斷鈉、鉀、銣、銫熔沸點(diǎn)和硬度的大小?鈉、鎂、鋁原子半徑減小，價(jià)電子數(shù)增多，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次增強(qiáng)，故鈉、鎂、鋁熔沸點(diǎn)和硬度的大小順序是;鈉<鎂<鋁鈉、鉀、銣、銫價(jià)電子數(shù)相同，隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑依次增大，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次減弱，故鈉、鉀、銣、銫熔沸點(diǎn)和硬度的大小順序是:鈉>鉀>銣>銫一、金屬晶體【思考與討論】原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。3、金屬晶體熔、沸點(diǎn)及硬度的判斷方法：4、金屬晶體的物理性質(zhì)(1)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)及硬度相差較大，如汞常溫為液體，熔點(diǎn)很低(-38.9℃)，而鐵等金屬熔點(diǎn)很高(1535℃)。(3)具有延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、金屬光澤等物理通性一、金屬晶體不同金屬中金屬鍵的強(qiáng)度差別很大。例如，金屬鈉的熔點(diǎn)較低、硬度較小，而鎢是熔點(diǎn)最高的金屬、鉻是硬度最大的金屬，這是由于形成的金屬鍵強(qiáng)弱不同的緣故。(2)合金的熔、沸點(diǎn)比其各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低.4、金屬晶體的物理性質(zhì)為什么金屬具有延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、金屬光澤呢？思考：如何用“電子氣理論”來(lái)解釋金屬晶體的物理通性？一、金屬晶體“電子氣理論”解釋金屬的物理通性（1）延展性：一、金屬晶體提示

:

當(dāng)向金屬晶體中摻入不同的原子時(shí)，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小的碎石一樣，因此形成合金會(huì)使金屬的延展性變差、硬度增大。4、金屬晶體的物理性質(zhì)在金屬晶體中，當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性?！半娮託饫碚摗苯忉尳饘俚奈锢硗ㄐ裕?）導(dǎo)電性：一、金屬晶體注意：當(dāng)溫度升高時(shí)，陽(yáng)離子的振動(dòng)加劇，對(duì)自由電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生了阻礙作用，故導(dǎo)電能力下降。金屬導(dǎo)電的粒子是自由電子，而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的粒子是自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子4、金屬晶體的物理性質(zhì)在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動(dòng)是沒(méi)有方向的，但是在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬晶體導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的比較

運(yùn)動(dòng)的微粒過(guò)程中發(fā)生的變化溫度的影響金屬晶體導(dǎo)電自由電子物理變化升溫，導(dǎo)電性減弱電解質(zhì)溶液導(dǎo)電陰、陽(yáng)離子化學(xué)變化升溫，導(dǎo)電性增強(qiáng)一、金屬晶體4、金屬晶體的物理性質(zhì)“電子氣理論”解釋金屬的物理通性在金屬晶體中，自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷地與金屬陽(yáng)離子碰撞，從而發(fā)生能量交換，當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳遞給金屬陽(yáng)離子，自由電子與金屬陽(yáng)離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度，所以金屬有很好的導(dǎo)熱性。一、金屬晶體4、金屬晶體的物理性質(zhì)（3）導(dǎo)熱性：“電子氣理論”解釋金屬的物理通性（4）金屬光澤：一、金屬晶體金屬粉末：在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬的晶面取向雜亂，排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以金屬粉末大多為暗灰色或黑色(鋁粉為銀白色，俗稱“銀粉”)。金屬晶體：由于金屬內(nèi)部原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，且存在自由電子，所以當(dāng)光線照射到金屬表面時(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，這就是絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色或銀白色光澤的原因。而金顯黃色、銅顯紫紅色，是由于它們能吸收某些頻率的光?？偨Y(jié)：因而整塊金屬具有金屬光澤而金屬粉末常呈暗灰色或黑色。4、金屬晶體的物理性質(zhì)【思考與討論】(1)含有陽(yáng)離子的晶體中一定含有陰離子嗎?(2)純鋁硬度不大，形成硬鋁合金后，硬度很大，金屬形成合金后為什么有些物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的變化?

不一定。如金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子和自由電子，但沒(méi)有陰離子；但晶體中有陰離子時(shí)，一定有陽(yáng)離子。

金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時(shí)，影響了金屬的延展性和硬度。一、金屬晶體一、金屬晶體4、金屬晶體的物理性質(zhì)晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性實(shí)例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅

C60、S8、

白磷等Ag、Cu、Fe、鋼鐵等分子原子金屬陽(yáng)離子和自由電子共價(jià)鍵分子間作用力金屬鍵很高較低差別較大很大較小差別較大無(wú)（硅為半導(dǎo)體）無(wú)易導(dǎo)電【歸納對(duì)比】一、金屬晶體1、正誤判斷(1)金屬在常溫下都是晶體()(2)金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用()(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，金屬鍵被破壞()(4)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低()(5)金屬晶體除了純金屬，還有大量的合金()(6)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低()××××√√一、金屬晶體3、下列敘述正確的是()A.任何晶體中，若含有陽(yáng)離子，就一定含有陰離子B.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬陽(yáng)離子間的相互作用C.價(jià)電子數(shù)越多，金屬元素的金屬性越強(qiáng)D.含有金屬元素的離子不一定是陽(yáng)離子D2、下列有關(guān)金屬晶體中說(shuō)法中正確的()A.常溫下都是晶體B.最外層電子數(shù)少于3個(gè)的都是金屬C.任何狀態(tài)下都具有延展性D.都能導(dǎo)電和傳熱D一、金屬晶體5、下列對(duì)于金屬熔、沸點(diǎn)、硬度的判斷正確的是(

)A.金屬鎂的熔點(diǎn)高于金屬鋁B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸升高的C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣C4、金屬能導(dǎo)電的原因是(

)A.

金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用較弱B.

金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)C.

金屬晶體中的金屬陽(yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)D.金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子B一、金屬晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體學(xué)習(xí)

目標(biāo)第2課時(shí)

離子晶體PART011、知道離子鍵的特點(diǎn)。PART033、能以NaCl和CsCl為例解釋典型離子化合物的某些性質(zhì)，并能舉例說(shuō)明不同離子晶體的熔點(diǎn)差異。PART022、掌握離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)。我們知道，熔融的NaCl或者NaCl的水溶液能夠?qū)щ?，而NaCl晶體卻不能導(dǎo)電，這是為什么呢？沒(méi)有自由移動(dòng)的Na+和Cl-那么NaCl晶體中微粒是怎樣分布的呢？利用放大鏡觀察NaCl晶體，能否看到其微觀結(jié)構(gòu)？NaCl晶體模型又是怎樣的呢？觀察思考：觀察NaCl的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，你將如何截取NaCl晶體的晶胞？說(shuō)明Na+和Cl-之間存在強(qiáng)烈的相互作用。陰、陽(yáng)離子之間通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵。離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)。1、離子鍵（2）影響因素：（1）定義：靜電引力和斥力（3）離子鍵無(wú)方向性與飽和性二、離子晶體由陽(yáng)離子和陽(yáng)離子相互作用而形成的晶體。（2）構(gòu)成微粒及微粒間作用力陰、陽(yáng)離子離子鍵離子晶體構(gòu)成粒子粒子間的作用力(靜電作用)（1）定義：2、離子晶體配位數(shù)：一個(gè)離子周?chē)嚯x最近的異電性離子的數(shù)目。(3)常見(jiàn)的離子晶體種類由離子化合物(強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物和過(guò)氧化物、絕大部分鹽)結(jié)晶形成。(4)配位數(shù)二、離子晶體二、離子晶體2、離子晶體①大量離子晶體的陰離子或陽(yáng)離子不是單原子離子。(5)一些離子晶體離子不是單原子離子②有的離子晶體中還存在電中性分子(如H2O、NH3等)，在這些離子晶體中還存在共價(jià)鍵、分子間作用力等。離子晶體中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時(shí)不提及。然而，貫穿整個(gè)晶體的主要作用力仍是陰、陽(yáng)離子之間的作用力。離子晶體的熔點(diǎn)，有的很高，如CaO的熔點(diǎn)為2613℃，有的較低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔點(diǎn)分別為170℃、109℃。早在1914年就有人發(fā)現(xiàn)，引入有機(jī)基團(tuán)可降低離子化合物的熔點(diǎn)，如C2H5NH3NO3的熔點(diǎn)只有12℃，比NH4NO3低了158℃!

到20世紀(jì)90年代，隨著室溫或稍高于室溫時(shí)呈液態(tài)的離子化合物的優(yōu)異性質(zhì)不斷被開(kāi)發(fā)利用，才意識(shí)到它們的巨大價(jià)值，并將它們定義為離子液體。二、離子晶體離子液體【科學(xué)-技術(shù)-社會(huì)】離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。離子液體【科學(xué)-技術(shù)-社會(huì)】二、離子晶體2、離子晶體離子液體中隨著離子體積增大，陰陽(yáng)離子間距增大，離子間作用力減小，晶體熔點(diǎn)降低。有些陰陽(yáng)離子體積很大，組成的物質(zhì)在常溫下甚至以液態(tài)形式存在：離子液體（也叫做常溫熔融鹽）離子液體的特點(diǎn):熔點(diǎn)低，穩(wěn)定性強(qiáng)，是優(yōu)良的綠色溶劑。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的有機(jī)溶劑大多易揮發(fā)，他們的蒸氣大多有毒，而離子液體卻有難揮發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，這是由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子，

所以離子液體是優(yōu)良的綠色溶劑。二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)③離子晶體不導(dǎo)電，但在水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。①熔、沸點(diǎn)較高，難揮發(fā)。④大多數(shù)離子晶體能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。②硬度較大，難壓縮。離子晶體中，陰、陽(yáng)離子之間通過(guò)離子鍵結(jié)合，一般離子鍵的強(qiáng)度較大，要使物質(zhì)熔化或沸騰，就需要較多的能量。

離子晶體中有較強(qiáng)的離子鍵，所以硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。離子晶體中的離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即無(wú)自由移動(dòng)的離子。離子晶體熔化可以形成自由移動(dòng)的離子;

或溶于水時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子(實(shí)質(zhì)上是水合離子)，能夠?qū)щ姟?如汽油、苯、CCl4等)，遵循“相似相溶”規(guī)律。思考：為什么NaCl晶體、CsCl晶體組成相似，熔、沸點(diǎn)且相差較大？

因?yàn)镹aCl晶體和CsCl晶體中形成的離子鍵的強(qiáng)度不同。二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)

晶體離子間距/pm離子所帶電荷數(shù)熔點(diǎn)/℃NaCl2761801NaBr2901750MgO20522800CaO23922576思考：請(qǐng)根據(jù)表格分析，離子晶體中離子鍵的強(qiáng)度與什么因素有關(guān)？這些因素是如何影響離子鍵強(qiáng)度的？與離子半徑(間距)和離子所帶電荷有關(guān)【規(guī)律】離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)就越高，硬度也越大。二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)【思考與討論】我們知道，金屬的熔點(diǎn)差異很大，如鎢的熔點(diǎn)為3410℃。而常溫下，汞卻是液體。離子晶體的熔點(diǎn)是不是也差異很大呢？化合物熔點(diǎn)/℃化合物熔點(diǎn)/℃CaO2613Na2SO4884CuCl21326Ca2SiO42130NH4NO3169.6Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解溫度)NaNO2270

離子晶體的熔沸點(diǎn)相差很大，有的比共價(jià)(分子)晶體高，有的也比共價(jià)(分子)晶體低。二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)思考：離子晶體在水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?

金屬晶體的導(dǎo)電性與金屬晶體中自由電子有關(guān)，在外加電場(chǎng)條件下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)而形成電流。與電源負(fù)極相連的電極與電源正極相連的電極二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)思考：離子晶體在水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?離子晶體固態(tài)時(shí)不能導(dǎo)電，因?yàn)殛庩?yáng)離子不能自由移動(dòng)，在熔融或水溶液狀態(tài)下發(fā)生電離，產(chǎn)生自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，離子晶體才能夠?qū)щ?。NaCl溶液能夠?qū)щ娙廴诘腘aCl能夠?qū)щ姸?、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)思考：離子晶體是否像金屬晶體一樣具有較好的延展性?施加外力發(fā)生滑動(dòng)同種電荷相互排斥，使晶面裂開(kāi)離子晶體較脆，延展性較差二、離子晶體3、離子晶體的性質(zhì)②每個(gè)Cl－周?chē)嚯x最近的Na＋有

個(gè)。這幾個(gè)Na＋在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

體

①NaCl晶胞如圖所示，每個(gè)Na＋周?chē)嚯x最近的Cl－有

個(gè)(上、下、左、右、前、后各1個(gè))。這幾個(gè)Cl－在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

體

(1)NaCl晶胞66二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)正八面正八面Na＋位于棱和體心，Cl－位于頂角和面心（可互換）回答下列問(wèn)題：③每個(gè)Na＋(Cl－)周?chē)嚯x相等且最近的Na＋(Cl－)是

個(gè)。④每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的Na＋數(shù)是

個(gè)，Cl－數(shù)是

個(gè)。⑤若晶胞邊長(zhǎng)為apm，則氯化鈉晶體的密度為

______________g·cm－3。(1)NaCl晶胞1244二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)Na+Cl-CsCl晶胞如圖所示，每個(gè)Cs＋周?chē)嚯x最近的Cl－有

個(gè)，每個(gè)Cl－周?chē)嚯x最近的Cs＋有

個(gè)，它們均構(gòu)成正六面體，由此可推知晶體的化學(xué)式為

?；卮鹣铝袉?wèn)題：①每個(gè)Cs＋(Cl－)周?chē)嚯x最近的等距離的Cs＋(Cl－)有

個(gè)，這幾個(gè)Cl－在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

體

。②每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的Cs＋有

個(gè)，Cl－有

個(gè)。③若晶胞邊長(zhǎng)為apm，則氯化銫晶體的密度為_(kāi)____________g·cm－3。88CsCl正八面11(2)CsCl晶胞二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)6典型離子晶體NaCl晶體CsCl晶體晶胞結(jié)構(gòu)示意圖

晶胞中所含離子數(shù)Na＋：___Cl－：___Cs＋：___Cl－：___陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比____________________Cl－的配位數(shù)____________________Na＋(Cs＋)的配位數(shù)____________________Na+Cl-Cs+Cl-44111:11:1中心中心6868二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞和CsCl晶胞對(duì)比S2-成面心立方密堆積，Zn2+被S2-以四面體形式包圍著。Zn2+的配位數(shù):S2-的配位數(shù):44(3)立方體ZnS晶胞二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)ZnS晶胞Zn2+與S2-的最短距離為：

(假設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為anm）

最短距離為體對(duì)角線的四分之一。螢石(CaF2)晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長(zhǎng)為acm。(1)小黑球代表的離子:Ca2+(2)陽(yáng)離子(

Ca2+

)配位數(shù)為

，陰離子(F-)配位數(shù)為

。(3)每個(gè)Ca2+周?chē)罱业染嚯x的Ca2+有

個(gè)每個(gè)F-周?chē)罱业染嚯x的F-有

個(gè)。(4)該晶胞中Ca2+和F-的最近距離為：

126(4)CaF2晶胞二、離子晶體4、常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)84最短距離為體對(duì)角線的四分之一?！舅姆N晶體歸納對(duì)比】晶體分子晶體離子晶體共價(jià)晶體金屬晶體構(gòu)成微粒分子陰、陽(yáng)離子原子金屬離子、自由電子微粒間作用力范德華力(少數(shù)有氫鍵)離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低較高很高差別較大硬度較小較大很大差別較大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶不溶，有些與水反應(yīng)導(dǎo)電性固態(tài)、液態(tài)均不導(dǎo)電，部分溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)導(dǎo)電，能溶于水的溶于水時(shí)導(dǎo)電多數(shù)在固態(tài)、熔融時(shí)都不導(dǎo)電，少數(shù)為半導(dǎo)體固態(tài)、熔融態(tài)時(shí)導(dǎo)電二、離子晶體2、下列物質(zhì)中，含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是()A.NaCl

B.Na2OC.Na2O2

D.NaOHD3、下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是()A.CO2和SiO2

B.NaCl和HClC.CO2和CS2

D.CCl4和MgCl2C1、下列物質(zhì)的晶體一定屬于離子晶體的是()A.在水中能電離出離子的物質(zhì)B.在水中能電離出SO42-的化合物C.在水中能電離出Na+的化合物D.熔化時(shí)化學(xué)鍵無(wú)變化的化合物C二、離子晶體4、關(guān)于晶體的下列說(shuō)法中，正確的是()A.共價(jià)晶體中可能含有離子鍵B.離子晶體中可能含有共價(jià)鍵C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵D.任何晶體中，若含有陽(yáng)離子就一定有陰離子B5、下面排序不正確的是()A.晶體的熔點(diǎn)由高到低排列SiO2>CaCl2>CCl4>CF4B.硬度由大到?。航饎偸?/p>

>碳化硅

>晶體硅C.熔點(diǎn)由高到低：Na

>Mg

>Al

D.熔點(diǎn)由高到低：NaF

>NaCl>NaBr

>NaIC二、離子晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體學(xué)習(xí)

目標(biāo)第3課時(shí)

過(guò)渡晶體與混合型晶體PART011、知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。PART022、了解過(guò)渡晶體，掌握石墨這一混合型晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。思考：那么，晶體類型之間存在絕對(duì)的界限嗎？

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體等四類典型晶體。共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體分子晶體CO2NaClSiO2Cu事實(shí)上，純粹的典型晶體是不多的！大多數(shù)晶體是它們之間的過(guò)渡晶體。近代實(shí)驗(yàn)表明，純粹的離子鍵是不存在的，絕大多數(shù)離子鍵都不是典型的，只是離子鍵占優(yōu)勢(shì)而已。

例如：銫的電負(fù)性為0.7，而氟的電負(fù)性為4.0，兩者之差是所有元素中電負(fù)性差值最大的，因此氟化銫(CsF)是典型的離子晶體。

但Cs﹢與F﹣的結(jié)合也不完全是純靜電作用，仍有部分共價(jià)性質(zhì)。其離子鍵成分占92%，其余8%為共價(jià)鍵成分。這說(shuō)明即便是像銫和氟這樣典型的金屬和典型的非金屬形成化學(xué)鍵時(shí)，成鍵原子軌道之間依然有部分重疊。（重疊部分會(huì)形成共價(jià)鍵）三、過(guò)渡晶體與混合型晶體1、過(guò)渡晶體③晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過(guò)渡晶體通常當(dāng)作該晶體類型處理。①四種典型晶體類型都存在過(guò)渡晶體。介于某兩種晶體類型之間的晶體。三、過(guò)渡晶體與混合型晶體1、過(guò)渡晶體(1)定義：②離子晶體和共價(jià)晶體的過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小，作為共價(jià)晶體處理。(2)過(guò)渡晶體要點(diǎn)：提示：離子鍵的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計(jì)算出來(lái)的，電負(fù)性差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越大。電負(fù)性差值大于1.7通常形成離子鍵。電負(fù)性差值小于1.7通常形成共價(jià)鍵。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小，共價(jià)鍵不再貫穿整個(gè)晶體，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%,當(dāng)作離子晶體處理離子鍵的百分?jǐn)?shù)小于50%，偏向共價(jià)晶體,當(dāng)作共價(jià)晶體處理第三周期元素幾種氧化物的化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是分子晶體一般,當(dāng)電負(fù)性的差值>1.7時(shí)，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%?？烧J(rèn)為是離子晶體。電負(fù)性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大。三、過(guò)渡晶體與混合型晶體1、過(guò)渡晶體1.正誤判斷(1)純粹的典型晶體是沒(méi)有的(

)(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計(jì)算出來(lái)的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小(

)(3)在共價(jià)晶體中可以認(rèn)為共價(jià)鍵貫穿整個(gè)晶體，而在分子晶體中共價(jià)鍵僅局限于晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中(

)(4)四類晶體都有過(guò)渡型(

)(5)Al2O3晶體中存在離子鍵，屬于離子晶體(

)√××√×三、過(guò)渡晶體與混合型晶體1、過(guò)渡晶體思考：金剛石和石墨同是碳單質(zhì)的晶體，它們的性質(zhì)存在哪些異同？金剛石部分物理性質(zhì)熔點(diǎn)莫氏硬度導(dǎo)電性3550℃10無(wú)石墨部分物理性質(zhì)熔點(diǎn)莫氏硬度導(dǎo)電性3850℃1有思考：為什么會(huì)存在這些差異？因?yàn)榻饎偸枪矁r(jià)晶體，而石墨屬于混合型晶體三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨共價(jià)晶體熔點(diǎn)很高質(zhì)地堅(jiān)硬不能導(dǎo)電？晶體熔點(diǎn)很高

質(zhì)地較軟

能導(dǎo)電像石墨這樣，既有共價(jià)鍵又有范德華力，同時(shí)還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。層內(nèi)C原子以共價(jià)鍵結(jié)合，層間靠范德華力維系。石墨的層狀結(jié)構(gòu)（1）混合型晶體定義：（石墨晶體是一種典型的混合型晶體）范德華力共價(jià)鍵三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨①石墨性質(zhì)特征：熔點(diǎn)高、質(zhì)軟、能導(dǎo)電共價(jià)晶體特征金屬晶體特征石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)石墨的層狀結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道層平面每個(gè)C原子周?chē)B接3個(gè)C，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)很短，鍵能很大，石墨的熔點(diǎn)很高。層與層之間靠范德華力維系，作用力弱，容易滑動(dòng)，所以石墨質(zhì)軟，可作潤(rùn)滑劑。層中每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參與雜化的2p電子，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個(gè)層平面中運(yùn)動(dòng)。類似共價(jià)晶體類似分子晶體石墨能導(dǎo)電，類似金屬晶體離域大π鍵:多個(gè)平行的p軌道肩并肩重疊而成的鍵，簡(jiǎn)稱大π鍵三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨②石墨晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向。注意：由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個(gè)平面跳躍到另一個(gè)平面。

石墨在同一平面(同層中)每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參與雜化的2p軌道，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)。所以石墨中的大π鍵具有類似“電子氣”的性質(zhì)，因此石墨能導(dǎo)電(類似金屬晶體的導(dǎo)電性)。三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨思考：石墨為什么能導(dǎo)電？解析：在石墨的層狀結(jié)構(gòu)中。層與層之間靠分子間作用力（范德華力）結(jié)合，作用力非常小，因此層與層之間可以相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)石墨與其他物體接觸時(shí)，這種層狀結(jié)構(gòu)可以起到潤(rùn)滑作用，從而減少摩擦，所以石墨具有潤(rùn)滑性。三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨思考：石墨為什么具有潤(rùn)滑性？①石墨中所有碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)②石墨中C與C-C個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______。sp2雜化平面六元并環(huán)金剛石中碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中C與C-C個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______。1︰2（2）石墨與金剛石的比較：金剛石的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)③質(zhì)量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個(gè)數(shù)比為_(kāi)______兩者碳碳鍵的個(gè)數(shù)______。石墨比金剛石質(zhì)軟，熔點(diǎn)高，更穩(wěn)定1︰14︰3石墨中每個(gè)C原子參與了

個(gè)C-C和

個(gè)六元環(huán)（６個(gè)原子共平面）的形成；石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)鍵被

個(gè)C原子共用，每一個(gè)六元環(huán)平均占6×1/3=2個(gè)C原子，6×1/2=3個(gè)C-C鍵；

所以石墨中C與C-C個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2︰3332【問(wèn)題】通過(guò)對(duì)過(guò)渡型晶體、混合型晶體的討論，你對(duì)晶體類型有何認(rèn)識(shí)？對(duì)事物的簡(jiǎn)單分類，盡管條理鮮明，但可能只是概括了最典型的事實(shí)。許多晶體不能被簡(jiǎn)單的歸類到四種晶體的某一類。一種結(jié)晶形碳,灰黑色，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。質(zhì)軟,具滑膩感，能導(dǎo)電?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，耐腐蝕，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成CO2。石墨可用作潤(rùn)滑劑，可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等。

石墨用途石墨電極石墨坩堝三、過(guò)渡晶體與混合型晶體2、混合型晶體——石墨SiO44-Si2O76-單鏈雙鏈六元環(huán)(SiO3)612-硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結(jié)構(gòu)豐富多樣，既有有限數(shù)目的硅氧四面體構(gòu)建的簡(jiǎn)單陰離子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元環(huán)）等，也有以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一維、二維、三維無(wú)限伸展的共價(jià)鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結(jié)合。部分Si被Al取代則得到鋁硅酸鹽。資料卡片——硅酸鹽三、過(guò)渡晶體與混合型晶體

納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米（10－9m）量級(jí)的晶體。納米晶體相對(duì)于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會(huì)呈現(xiàn)新的特性，有廣闊的應(yīng)用前景。僅以熔點(diǎn)為例，當(dāng)晶體顆粒小至納米量級(jí)，熔點(diǎn)會(huì)下降。金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系如下表所示：r/nm51020406080100120140160180200T/K34.7144294420473502520533542549554559[科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)]——納米晶體三、過(guò)渡晶體與混合型晶體【思考1】從金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系圖和表中，能得出什么結(jié)論？金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系501001502002004006000T/Kr/nm晶體顆粒小于200nm時(shí)，晶粒越小，金屬鉛的熔點(diǎn)越低。因此，我們通常說(shuō)純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但當(dāng)純物質(zhì)晶體的顆粒小于200nm(或者250nm)時(shí)，其熔點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化主要原因是晶體