1、第三节第三节 金属晶体与离子晶体金属晶体与离子晶体 第1课时 金属晶体 离子晶体 1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及 微粒间作用，并解释金属的物理性质。 2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质 的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。 3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。 学习目标学习目标 生生 活活 中中 的的 金金 属属 金 属 有 哪 些 物 理 性 质 呢 ？ 金 属 为 什 么 具 有 这 些 物 理 性 质 ? 情景引入情景引入 金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体 在金属晶体中，原子之
2、间以_相互结合 金属键 金属晶体中，除了纯金属，还有大量的金属晶体中，除了纯金属，还有大量的_。 大多数合金是以一种金属为主要组成，大多数合金是以一种金属为主要组成， 如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等， 以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。 合金合金 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 描述金属 键的理论 电子气 理论 能带 理论 把金属键描述为金属原子脱落下来的价电把金属键描述为金属原子脱落下来的价电 子形成遍布整块晶体的“子形成遍布整块晶体的“电子气电子气”，被所”，被所 有原子所共有，从而把所有金属原
3、子维系有原子所共有，从而把所有金属原子维系 在一起在一起 不作介绍 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 （1 1）金属键）金属键的特征：的特征： 自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子， 而是在整块固态金属中自由移动。而是在整块固态金属中自由移动。 金属键既没有金属键既没有方向方向性，也没有性，也没有饱和饱和性。性。 金属键的成键粒子是金属键的成键粒子是_和和_。 （2 2）金属）金属晶体与共价晶体一样是一种晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”“巨分子” 金属阳离子金属阳离子 自由电子自由电子 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 金属键 金属的
4、物理性质 决定 原子半径 价电子数 原子半径越大，价电子数越少，原子半径越大，价电子数越少， 金属键越弱，反之，金属键越强金属键越弱，反之，金属键越强 延展性 导电性 导热性 金属光泽 . . 金属键越强，金属的金属键越强，金属的 熔沸点越高，硬度越熔沸点越高，硬度越 大大 熔沸点 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但 不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起 到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以
5、金属有良好的延展性。到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。 (1)(1)延展性延展性 外力外力 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属 某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通 过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞， 把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相把能量从温度
6、高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。同的温度。 (2)(2)导热性导热性 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以 当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快 放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格 排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末
7、常呈暗灰色 或黑色。或黑色。 (3)(3)金属光泽金属光泽 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是 在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属 表现出导电性。表现出导电性。 (4)(4)导电性导电性 外加电场 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属 石墨具有导电性，属于非金属。石墨具有导电性，
8、属于非金属。 还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。 金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。 而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化 一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体 胆矾胆矾 萤石萤石 重晶石重晶石 烧碱烧碱 CuSO4 5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 二二、离子晶体、离子晶体 强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、
9、大多数盐 由由阴离子阴离子和和阳离子阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体 常见的离子晶体常见的离子晶体 离子晶体的性质离子晶体的性质 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩，水溶液或者熔融状态下导电。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩，水溶液或者熔融状态下导电。 二二、离子晶体、离子晶体 阴阳离子阴阳离子间通过间通过静电作用静电作用所形成的强烈的相互作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。叫做离子键。 成键粒子成键粒子 键的本质键的本质 静电引力和斥力静电引力和斥力 离子键没有方向性和饱和性离子键没有方向性和饱和性。 一般说来，一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，
10、离子半径越小，离子键越强，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强， 离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大 二二、离子晶体、离子晶体 NaCl晶胞晶胞 （1）每个晶胞含钠离子、氯离 子的个数： Na ： ：12 14 Cl ： ：8 6 4 二二、离子晶体、离子晶体 （2）配位数）配位数 一种离子周围最邻近一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目的带相反电荷的离子数目 每个每个Na 周围与之等距且距离最近 周围与之等距且距离最近 的的Cl 有 有_个。个。 6 它们所围成的空间几何它们所围成的空间几何 构型构型是是_ 。 正八面体正八面体 二二、离子晶体、离
11、子晶体 （3）每个Na周围与之等距且距离 最近的Cl有_个，Na有_个。 每个Cl周围与之等距且距离最近的 Na有_个，Cl有_个。 Cl Na 6 12 6 12 二二、离子晶体、离子晶体 CsCl晶胞晶胞 （1）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数： Cs ： ：1 Cl ： ：8 1 二二、离子晶体、离子晶体 二二、离子晶体、离子晶体 （2）配位数）配位数 每个每个Cs 周围与之等距且距离最近 周围与之等距且距离最近 的的Cl 有 有_个。个。 它们所围成的空间几何它们所围成的空间几何 构型是构型是 。 8 正六面体正六面体 二二、离子晶体、离子晶体 （3）每
12、个Cs周围与之等距且距离 最近的Cl有_个，Cs有_个。 每个Cl周围与之等距且距离最近的 Cs有_个，Cl有_个。 8 6 8 6 二二、离子晶体、离子晶体 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 存在微 粒 阴阳离子 原子 分子 金属离子、 自由电子 微粒间 作用 离子键 共价键 分子间作用 力 金属键 主要性 质 硬而脆，易溶 于极性溶剂， 熔化时能够导 电，溶沸点高 质地硬，不溶 于大多数溶剂， 导电性差，熔 沸点很高 硬度小，水 溶液能够导 电，溶沸点 低 金属光泽， 是电和热的 良导体，熔 沸点高或低 实例 食盐晶体 金刚石 NH3、HCl 镁、铝 课堂小结课堂小结 1.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金 属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法 正确的是 A.金属镁的熔点大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C.金属铝的硬度大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙 解析 金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属键越强，据此判断。 过关检测过关检测 2.下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是 A.CaCO3 B.Na2O2 C.(NH4)2SO4 D.Cu(NH3)4SO4 H2O 过关检测过关检测