第三章

晶體結構與性質第三節

金屬晶體與離子晶體

黃金銅電纜鈦合金用于耐壓球殼體金屬銅是由什么構成的？→干冰是由二氧化碳分子構成的。→→金剛石是有C原子構成一、金屬的結構——電子氣理論1.電子氣理論金屬原子金屬離子失去價電子自由電子幾乎均勻分布于晶體金屬鍵“有陽離子而無陰離子”是金屬獨有的特性。金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布在整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把所有金屬原子維系在一起。二、金屬晶體金屬（除汞外）在常溫下都是晶體，稱之為金屬晶體。概念：構成微粒：金屬陽離子和自由電子相互作用力：Hg在常溫下是液態。金屬鍵金屬陽離子和自由電子之間的強烈的相互作用。金屬鍵金屬的物理性質決定延展性導電性導熱性金屬光澤......熔沸點原子半徑價電子數原子半徑越小，價電子數越多，金屬鍵越強。金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高，硬度越大金屬單質熔點/℃Li180.5Na97.81K63.65Rb38.89Cs28.40請同學們運用“電子氣理論”解釋金屬的熔點和硬度差大的原因以及與什么因素有關？原子半徑越小，價電子數越多，金屬鍵越強。金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高，硬度越大試用金屬鍵解釋Na、Mg、Al的熔點逐漸升高的原因。原子半徑逐漸減小，價電子數逐漸增多，金屬鍵逐漸增強，熔點逐漸升高。Na鈉的熔點：97.8℃Mg鎂的熔點：650℃Al鋁的熔點：660.4℃三、金屬的物理性質容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，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滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。(1)延展性自由電子+金屬離子金屬原子錯位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子會如何呢？外加電場在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動是沒有方向的，但是在外加電場的作用下，自由電子就會發生定向移動，形成電流，使金屬表現出導電性。(2)導電性(3)導熱性自由電子在運動時與金屬陽離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳遞給金屬陽離子。自由電子與金屬陽離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。

Cs由于金屬內部原子以最緊密堆積狀態排列，且存在自由電子，所以當光線照射到金屬表面時，自由電子可以吸收所有頻率的光并很快放出，使金屬不透明且具有金屬光澤。金屬在粉末狀態時，金屬晶體的晶面取向雜亂，晶格排列不規則，吸收可見光后不能再反射出來，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。【歸納總結1】三種晶體類型與性質的比較晶體類型共價晶體分子晶體金屬晶體概念作用力構成微粒物理性質熔沸點硬度導電性實例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等相鄰原子之間以共價鍵相結合而成具有空間網狀結構的晶體共價鍵原子很大很高無（硅為半導體）分子分子間以范德華力相結合而成的晶體范德華力很低很小無通過金屬鍵形成的晶體金屬鍵金屬陽離子和自由電子差別較大差別較大導體下列敘述正確的是（）

A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子

B．共價晶體中只含有共價鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵

D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵B練習：課本P9412．判斷下列晶體類型。(1)SiI4：熔點120.5℃，沸點271.5℃，易水解_______________________。(2)硼：熔點2300℃，沸點2550℃，硬度大_________________________。(3)硒：熔點217℃，沸點685℃，溶于氯仿___________________________。(4)銻：熔點630.74℃，沸點1750℃，導電__________________________。分子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體3.金屬鍵越強，金屬的硬度越大，熔、沸點越高，且據研究表明，一般說來金屬原子半徑越小，價電子數越多，則金屬鍵越強，由此判斷下列說法錯誤的是(

)A．鎂的硬度小于鋁B．鎂的熔、沸點低于鈣C．鎂的硬度大于鉀D．鈣的熔、沸點高于鉀B由陰離子和陽離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體概念：構成微粒：微粒間的作用力：陰、陽離子(有的存在中性分子H2O,NH3)離子鍵為主二、離子晶體

一般說來，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強, 晶體的熔沸點就高陰、陽離子之間的作用力請思考：同為鋁的鹵化物，AlF3的熔點為1563℃，但AlCl3的只有193℃為什么差距如此之大呢？比較不同晶體熔、沸點的基本思路（1）首先看物質的狀態，一般情況下是固體>液體>氣體；再看物質所屬類型，一般是共價晶體>離子晶體>分子晶體（2）結構類型相同時再根據相應規律進行判斷。同類晶體熔、沸點比較思路：分子晶體→分子間作用力→相對分子質量；共價晶體→共價鍵鍵能→鍵長→原子半徑；離子晶體→離子鍵強弱→離子所帶電荷數、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵強弱→金屬陽離子所帶電荷、金屬陽離子半徑。物理性質：1、熔沸點，硬度相差較大2、晶體不導電，熔融狀態能導電金版P76例123NaCl的晶胞示意圖CsCl的晶胞示意圖CaF2的晶胞示意圖三、離子晶體的晶胞思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處于晶胞的什么位置？頂點和面心是氯離子棱上和體心是鈉離子每個晶胞含鈉離子和氯離子的個數：鈉離子和氯離子的個數比為4、41:1NaCl的晶胞化學式：NaCl

每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有___個，Na＋有___個。

每個Cl－周圍與之等距且距離最近的Na＋有____個，Cl－有____個。Cl－Na＋612612配位數：一種離子周圍最鄰近的帶相反電荷的離子數目Na+的配位數為：

；Cl-的配位數為：

。66NaCl晶體Na+Cl-315624154236這幾個Na+在空間構成的幾何構型為__________

正八面體NaCl晶體（1）銫離子和氯離子的位置？銫離子：氯離子：（2）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數？銫離子：氯離子：或者反之1個；1個。體心頂點Cl-Cs+（3）配位數它們所圍成的空間幾何構型是

。8正六面體Cs+的配位數為：

；Cl-的配位數為：

。8CsCl晶體

每個Ca2＋周圍與之等距且距離最近的F－有___個，Ca2＋有___個。

每個F－周圍與之等距且距離最近的Ca2＋有____個，F－有____個。Ca2＋的配位數為：

8

；F－的配位數為：

4

。81246CaF2的晶胞示意圖

課時作業P349金版P77例2P78456三、過渡晶體與混合晶體1.過渡晶體離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體。偏向離子晶體的過渡晶體

的Na2O通常當作離子晶體來處理;偏向共價晶體的過渡晶體Al2O3、SiO2則通常當作共價晶體來處理。2