1、三、金屬三、金屬晶體晶體一、金屬鍵一、金屬鍵：1 1. .金屬鍵金屬鍵：在金屬單質晶體中在金屬單質晶體中, ,使金屬原子相互結使金屬原子相互結合的強烈作用（金屬離子與自合的強烈作用（金屬離子與自由電子間的強烈的相互由電子間的強烈的相互作用）叫金屬鍵作用）叫金屬鍵 2.2.金屬晶體金屬晶體: :金屬陽離子和自由電子之間通過金屬金屬陽離子和自由電子之間通過金屬鍵結合而形成的晶體鍵結合而形成的晶體 構成微粒：金屬陽離子與自由電子構成微粒：金屬陽離子與自由電子； 微粒間的微粒間的作用：金屬鍵作用：金屬鍵 物性特點物性特點：大部分金屬熔點較高、質硬（少數質：大部分金屬熔點較高、質硬（少數質軟），難溶于水

2、（軟），難溶于水（K K、 NaNa、CaCa等與水反應），能導電、等與水反應），能導電、導熱、有延展性等導熱、有延展性等堆積模型典型代表空間利用率配位數晶 胞簡單立方只有Po526鉀型堿金屬、Fe688鎂型Mg/Zn/Ti7412最最緊緊密密堆堆積積銅型Cu/Ag/Au74123、金屬晶體、金屬晶體Po周圍相切的周圍相切的Po為為64、金屬晶體堿金屬或、金屬晶體堿金屬或Fe周圍相切的原子為周圍相切的原子為85、金屬晶體、金屬晶體Mg、Zn、Ti周圍相切的原子為周圍相切的原子為126、金屬晶體、金屬晶體Cu、Ag、Au周圍相切的原子為周圍相切的原子為12 NaCl晶胞晶胞CsCl晶胞晶胞離子晶

3、體中存在的微粒是：離子晶體中存在的微粒是：陰、陽離子陰、陽離子微粒間的作用力是：微粒間的作用力是：離子鍵離子鍵(離子內可能存在共離子內可能存在共價鍵價鍵)哪些是離子晶體：哪些是離子晶體：大多數鹽、堿、金屬氧化物大多數鹽、堿、金屬氧化物強調：強調：離子晶體一定是化合物離子晶體一定是化合物離子鍵無飽和性離子鍵無飽和性 、無方向性、無方向性四、離子晶體四、離子晶體兩種晶體中陽離子和陰離子的配位數兩種晶體中陽離子和陰離子的配位數是否相等？是否相等？離子晶體陰離子的配位數陽離子的配位數NaClCsCl6886離子晶體的性質離子晶體的性質在離子晶體中，離子間存在較強的離在離子晶體中，離子間存在較強的離子鍵

4、，使離子晶體的硬度較大，難于子鍵，使離子晶體的硬度較大，難于壓縮，具有較高的熔沸點。壓縮，具有較高的熔沸點。一般來說：熔沸點的順序是一般來說：熔沸點的順序是 原子晶體離子晶體分子晶體原子晶體離子晶體分子晶體離子晶體的熔點離子晶體的熔點高低取決于離子鍵的強弱高低取決于離子鍵的強弱離子鍵的強弱取決于離子鍵的強弱取決于離子半徑離子半徑和所帶和所帶電荷電荷 NaCl 晶體是個大分子，晶體中無單獨晶體是個大分子，晶體中無單獨的的 NaCl 分子存在。分子存在。NaCl 是化學式，因而是化學式，因而 58.5 可以認為可以認為是式量，不是分子量是式量，不是分子量 。離子晶體中沒有分子式，只有化學離子晶體中

5、沒有分子式，只有化學式。化學式是微粒的配位數之比。式。化學式是微粒的配位數之比。晶體類型分子晶體 原子晶體金屬晶體離子晶體構成粒子粒子間作用力熔、沸點硬度延展性導電性典型實例分子分子原子原子金屬離子和自由電子金屬離子和自由電子陰、陽離子陰、陽離子范德華力范德華力共價鍵共價鍵金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵可能的化學鍵可能的化學鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵低低很高很高變化大變化大高高小小很大很大變化大變化大較大較大差差差差良好良好差差不導電不導電不導電不導電良好的良好的導電性導電性不導電不導電NaCl、CsCl、CaF2干冰、冰、干冰、冰、Ne、HCl等等金剛石、金剛石、水晶等水晶等釙、鉀、釙、鉀、鎂、銅

6、鎂、銅四種晶體比較四種晶體比較最近原子個數求算或空間構型判斷：最近原子個數求算或空間構型判斷：1、求離、求離Na+最近的最近的Cl個數個數 求離求離Cl最近的最近的Na個數個數方法三方法三:配位數為配位數為6，配位原子空間構型為正八面體，配位原子空間構型為正八面體方法一：找點法方法一：找點法(x、y、z)方法二：排除重復計算法方法二：排除重復計算法2、求離、求離Cs+最近的最近的Cl個數個數 求離求離Cl最近的最近的Cs個數個數方法：配位數為方法：配位數為8，配位原子，配位原子空間構型為正方體空間構型為正方體3、求離、求離Ca2最近的最近的F個數個數 求離求離F最近的最近的Ca2+個數個數方法

7、方法:Ca2+的配位數為的配位數為8，配位原子構型，配位原子構型為正方體為正方體 F的配位數為的配位數為4，配位原子構型為，配位原子構型為正四面體正四面體FCa24、求離、求離Na+最近的最近的Na個數個數 求離求離Cl最近的最近的Cl個數個數方法一：找點法方法一：找點法(x、y、z)方法二：排除重復計算法方法二：排除重復計算法5、求離、求離CO2最近的最近的CO2個數個數方法一：找點法方法一：找點法(x、y、z)方法二：排除重復計算法方法二：排除重復計算法6、冰中，求離、冰中，求離H2O最近的最近的H2O個數個數氫鍵具有方氫鍵具有方向性向性1下列化學式能真實表示物質分子組成的下列化學式能真實

8、表示物質分子組成的是是 （ ）ANaOH BSi02 CCsCl DS03 2下列的晶體中，化學鍵種類相同，晶體下列的晶體中，化學鍵種類相同，晶體類型也相同的是類型也相同的是 （ ）ASO2與與Si02 BC02與與H20 CNaCl與與HCl DCCl4與與KClDB課堂檢測課堂檢測3下面有關離子晶體的敘下面有關離子晶體的敘述中，不正確的是述中，不正確的是 （ ）A1mol氯化鈉中有氯化鈉中有NA個個NaCl分子分子B氯化鈉晶體中，每個氯化鈉晶體中，每個Na+周圍距離相等的周圍距離相等的Na+共共有有6個個C氯化銫晶體中，每個氯化銫晶體中，每個CS+周圍緊鄰周圍緊鄰8個個Cl-D平均每個平均

9、每個NaCl晶胞中晶胞中有有4個個Na+、4個個Cl-AB520世紀世紀80年代中期，科學家發現并證明碳還以年代中期，科學家發現并證明碳還以新的單質形態新的單質形態C60存在。后來人們又相繼得到了存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。等另外一些球碳分子。90年代年代初，科學家又發現了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子。初，科學家又發現了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子。(如圖如圖1-5)：下列說法錯誤的是：下列說法錯誤的是 A金剛石和石墨的熔點肯定要比金剛石和石墨的熔點肯定要比C60高高B據估計據估計C60熔點比金剛石和石墨要高熔點比金剛石和石墨要高C無論是球碳分子

10、，還是管狀碳分子、洋蔥狀碳無論是球碳分子，還是管狀碳分子、洋蔥狀碳分子，都應看作是碳的同素異形體分子，都應看作是碳的同素異形體D球碳分子是碳的同素異形體，而管狀碳分子、球碳分子是碳的同素異形體，而管狀碳分子、洋蔥狀碳分子則不一定洋蔥狀碳分子則不一定 BD6下列數據是對應物質的熔點下列數據是對應物質的熔點據此做出的下列判斷中錯誤的是據此做出的下列判斷中錯誤的是 A鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B表中只有表中只有BCl3和干冰是分子晶體和干冰是分子晶體C同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體

11、不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體 Na2O NaClAlF3AlCl3 9208011291190BCl3Al2O3CO2SiO2-1072073-571723B7、某離子晶體晶胞結構如下圖所示，、某離子晶體晶胞結構如下圖所示，x位于位于立方體的頂點，立方體的頂點，Y位于立方體中心。試分析：位于立方體中心。試分析：(1)晶體中每個晶體中每個Y同時吸引著同時吸引著_個個X，每個每個x同時吸引著同時吸引著_個個Y，該晶體的，該晶體的化學式為化學式為_ 。(2)晶體中在每個晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相周圍與它最接近且距離相等的等的X共有共有_個。個。(3)晶體中距離最近的晶體中距離最近

12、的2個個X與與1個個Y形成的夾形成的夾XYX的度數為的度數為_。(4)設該晶體的摩爾質量為設該晶體的摩爾質量為M gmol-1，晶體密，晶體密度為度為cm-3，阿伏加德羅常數為，阿伏加德羅常數為NA則晶體中則晶體中兩個距離最近的兩個距離最近的X中心間的距離為中心間的距離為_ 。48XY21210928 32AmN8、二氧化硅晶體是立體、二氧化硅晶體是立體的網狀結構，其晶體模型的網狀結構，其晶體模型如右圖所示。認真觀察晶如右圖所示。認真觀察晶體模型并回答下列問題：體模型并回答下列問題：(1)二氧化硅晶體中最小二氧化硅晶體中最小的環為的環為 元環。元環。(2)每個硅原子為每個硅原子為 個最個最小環

13、共有。小環共有。(3)每個最小環平均擁有每個最小環平均擁有 _個氧原子。個氧原子。SiO121213AaNMN A3NNaM 3ANMNa 五、晶胞邊長的求法：五、晶胞邊長的求法：NaCl晶胞晶胞1、求晶胞的邊長、求晶胞的邊長2、求、求Na最近的最近的Cl的距離的距離3、求相鄰兩個最近的、求相鄰兩個最近的Na間或間或相鄰兩個最近的相鄰兩個最近的Cl間的距離間的距離a2r4Clar2r2ClNa2/r 4a 2r 邊邊長長相相鄰鄰原原子子間間距距3/4ra 2r 邊邊長長相相鄰鄰原原子子間間距距四、密度的計算、空間利用率四、密度的計算、空間利用率(金屬晶體金屬晶體)：10010033)(3r4a

14、N利用率3A)(NMaN 密度利用率利用率密度密度四、密度的計算、空間利用率四、密度的計算、空間利用率(金屬晶體金屬晶體)：2ra 2r 邊邊長長相相鄰鄰原原子子間間距距1001003r)2(33r4818 利利用用率率3r)2(ANM818 密密度度利用率利用率密度密度晶體晶體Po3/4ra 2r 邊邊長長相相鄰鄰原原子子間間距距1001003)3/r4(33r41818 ）（利利用用率率3)3/r4(ANM1818 ）（密密度度利用率利用率密度密度堿金屬或堿金屬或Fer 22a 2r 邊邊長長相相鄰鄰原原子子間間距距1001003)2/r4(33r4216818 ）（利利用用率率3)2/r

15、4(ANM216818 ）（密密度度利用率利用率密度密度CuAgAuNaCl晶胞晶胞3AaN58.54 密密度度3AaN58.521密度NaCl晶胞晶胞1001003NaCl3Cl3Na1001003Cl3Cl3Na)2rr2(3r443r44 )2/r4(3r443r44 利利用用率率CsCl晶胞晶胞3AaN58.51密度 3/ )r2r2(3r413r411001003CsCl3Cl3Cs 利利用用率率CaF2晶胞晶胞3AaN784密度石墨石墨h621N122Sin60aa0A 密密度度練習練習.1986年，瑞士兩位科學家發現一種性能年，瑞士兩位科學家發現一種性能良好的金屬氧化物超導體，使

16、超導工作取得良好的金屬氧化物超導體，使超導工作取得突破性進展，為此兩位科學家獲得了突破性進展，為此兩位科學家獲得了1987年年的的Nobel物理學獎。其晶胞結構如圖。物理學獎。其晶胞結構如圖。 (1)根據圖示晶胞結構，推算晶體中根據圖示晶胞結構，推算晶體中Y，Cu，Ba和和O原子個數比，確定其化學式原子個數比，確定其化學式 (2)根據根據(1)所推出的化合物的組成，計算其中所推出的化合物的組成，計算其中Cu原子的平均化合價原子的平均化合價(該化合物中各元素的該化合物中各元素的化合價為化合價為Y+3，Ba+2，Cu+2和和Cu+3)試計算化試計算化合物中這兩種價態合物中這兩種價態Cu原子個數比原

17、子個數比 (1)YBa2Cu3O7 (2)Cu2+:Cu3+=2:1Cu練習：練習：食鹽晶體是由鈉離子和氯離子組成，這兩食鹽晶體是由鈉離子和氯離子組成，這兩種離子在空間按種離子在空間按3 3個垂直方向都是等距離地交錯排個垂直方向都是等距離地交錯排列。已知食鹽的摩爾質量是列。已知食鹽的摩爾質量是58.5g/mol58.5g/mol，密度是，密度是2.2g/cm2.2g/cm3 3則食鹽中相鄰的鈉離子核間距離的數值則食鹽中相鄰的鈉離子核間距離的數值_ 4.0108cm A3.010-8cmB3.510-8cmC4.010-8cmD5.010-8cm練習練習3： 如圖如圖2，最近，最近Cs+和和Cl

18、-間的距離是間的距離是3.5510-8cm，算出，算出CsCl晶體的密度。晶體的密度。(3.99gcm-3) 練習練習：晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體，其中含有十面體，其中含有2020個等邊三角形的面和一定數目的頂角，個等邊三角形的面和一定數目的頂角，每個頂角各有一個硼原子，如圖每個頂角各有一個硼原子，如圖2-102-10所示，回答：所示，回答：（1 1）鍵角）鍵角 ；（2 2）晶體硼中的硼原子數）晶體硼中的硼原子數 個；個； BBBB鍵鍵 條。條。6001230多面體中：面數多面體中：面數+頂點數頂點數-棱數棱數2歐拉公式：歐拉公式

19、：常見的原子晶體某些非金屬單質：金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體鍺等某些非金屬化合物：碳化硅、氮化硼某些氧化物：二氧化硅、AlAl2 2O O3 3晶體的判斷方法晶體的判斷方法法一法一:從晶體的硬度、熔沸點等物理性質進行判斷從晶體的硬度、熔沸點等物理性質進行判斷法二法二:從晶體的構成微粒及微粒間作用力進行判斷從晶體的構成微粒及微粒間作用力進行判斷法三法三:從物質的類別，如：金屬對應的晶體是金屬從物質的類別，如：金屬對應的晶體是金屬晶體，離子化合物對應的晶體是離子晶體，記住晶體，離子化合物對應的晶體是離子晶體，記住常見的原子晶體，其余的就是分子晶體。常見的原子晶體，其余的就是分子晶體。晶體類別的判斷

20、：晶體類別的判斷：(1)(1)所有非金屬氫化物：H H2 2O,HO,H2 2S,NHS,NH3 3,CH,CH4 4,HX,HX(2)(2)部分非金屬單質：X X2 2,O,O2 2,H,H2 2, S, S8 8,P,P4 4, C, C6060( (除B B、SiSi、GeGe等的單質) )(3)(3)部分非金屬氧化物: CO: CO2 2, SO, SO2 2, NO, NO2 2, P, P4 4O O6 6, P, P4 4O O1010( (除SiOSiO2 2 、AlAl2 2O O3 3等的單質) )(4)(4)幾乎所有的酸： H H2 2SOSO4 4,HNO,HNO3 3

21、,H,H3 3POPO4 4(5)(5)絕大多數有機物晶體：乙醇，冰醋酸，蔗糖分子晶體的常見類型分子晶體的常見類型晶體類別的判斷：晶體類別的判斷：晶體與單質、化合物的交叉關系：晶體與單質、化合物的交叉關系：金屬單質一般金屬晶體金屬單質一般金屬晶體( (除除Ge)Ge)、非金屬單質一、非金屬單質一般分子晶體般分子晶體( (除除C C、SiSi、GeGe、B)B)金屬氧化物一般離子晶體金屬氧化物一般離子晶體( (除除AlAl2 2O O3 3等等) )、非金屬、非金屬氧化物一般分子晶體氧化物一般分子晶體( (除除SiOSiO2 2等等) )所有酸類都屬于分子晶體所有酸類都屬于分子晶體堿類堿類( (

22、除氨水除氨水) )一般都是離子晶體一般都是離子晶體鹽類鹽類( (除除AlClAlCl3 3) )一般都是離子晶體一般都是離子晶體晶體中存在的作用力：晶體中存在的作用力：分子晶體中一般存在范德華力分子晶體中一般存在范德華力( (受相對分子質量受相對分子質量和分子極性影響和分子極性影響) )、存在分子內共價鍵、存在分子內共價鍵( (稀有氣體稀有氣體不存在共價鍵不存在共價鍵) )、HF/HHF/H2 2O/NHO/NH3 3 /-OH/-NH/-OH/-NH2 2還存在氫還存在氫鍵鍵( (不是化學鍵不是化學鍵) )原子晶體中只存在共價鍵原子晶體中只存在共價鍵( (單質是非極性鍵單質是非極性鍵) )金屬晶體中只存在金屬鍵金屬晶體中只存在金