人教版高中化学选修三 3.3-4 金属晶体 离子晶体 课件（41张PPT）

课件41张PPT。 第三节 金属晶体思考1:从金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢? 一、金属共同的物理性质 容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等思考2:金属为什么具有这些共同性质呢?二、金属的结构1、电子气理论：由于金属原子的最外层电子数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属离子,而为许多金属离子所共有,并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子.自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。组成粒子：金属阳离子和自由电子2、金属键：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）3、金属晶体：通过金属键结合形成的单质晶体。金属单质和合金都属于金属晶体微粒间作用力：金属键特征：金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性，也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性4、电子气理论对金属的物理性质的解释 在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”（自由电子），这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、Al⑴金属导电性的解释水溶液或熔融状态下晶体状态自由移动的离子自由电子思考：电解质在熔化状态或溶于水能导电，这与金属导电的本质是否相同？化学变化物理变化增强减弱 “电子气”（自由电子）在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子）能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。⑵金属导热性的解释 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，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，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。⑶金属延展性的解释4、熔点和沸点
金属原子价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，晶体的熔沸点就越高，反之越低。思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却逐渐升高？三、金属晶体的原子堆积模型1、几个概念
紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间 配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数 空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型 金属晶体中的原子可看成直径相等的小球。将等径圆球在一平面上排列，有两种排布方式，按（b）图方式排列，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a）图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层。（a）非密置层????（b）密置层3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型①简单立方堆积（Po）简单立方堆积②体心立方堆积—钾型（碱金属）体心立方堆积配位数：8Po (钋)1．下列有关金属元素特征的叙述中正确的是
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质的熔点总是高于分子晶体
能力训练2、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。 8、已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为63.54，密度为8.936g/cm3，试求
（1）图中正方形边长 a，
（2）铜的金属半径 raarrorr提示：
数出面心立方中的铜的个数：4、离子晶体 《晶体结构与性质》第三章第四节回顾：三种晶体类型与性质的比较材料：思考：
为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？2Na + Cl2 == 2NaCl 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。1、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。2、成键粒子：阴、阳离子3、相互作用力：离子键4、常见的离子晶体：一、离子晶体5、晶胞类型：（1）氯化钠型晶胞1°钠离子和氯离子的位置：①钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。
②钠离子：体心和棱中点；
氯离子：面心和顶点，或反之。2°每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：3°与Na+等距离且最近的Na+ 有：12个NaCl的晶体结构模型4°与Na+等距离且最近的Clˉ有：6个
（配位数）NaCl晶体中阴、阳离子配位数（2）氯化铯型晶胞1°铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心
氯离子：顶点；或者反之。2°每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：3°与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子：6个；氯离子：8个
(配位数)1个CsCl晶体及晶胞结构示意图(3)CaF2型晶胞2°Ca2+的配位数：F-的配位数：1°一个CaF2晶胞中含：4个Ca2+和8个Fˉ84(4)ZnS型晶胞2°阳离子的配位数： 阴离子的配位数：1°一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子44科学探究：找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？6688科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表3—5、表3—6分析影响离子晶体中离子配位数的因素。6、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素
晶体中正负离子的半径比
（2）电荷因素
晶体中正负离子的电荷比
（3）键性因素
离子键的纯粹因素 7、离子晶体的特点：
（1）无单个分子存在；NaCl不表示分子式。
（2）熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，熔点升高。
（3）一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
（4）固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。二、晶格能1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的
能量。
2、晶格能的大小的影响因素
仔细阅读课本P80表3—8及下表，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？3、晶格能对离子晶体性质的影响:
晶格能越大
（1）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）
（2）熔点越高；
（3）硬度越大。晶格能的大小: 离子电荷越大 ，阴、阳离子半径越小 ，即阴、阳离子间的距离越小 ，则晶格能越大 。简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比.科学视野岩浆出晶规则与晶格能巩固练习：P82 习题再见！