第三节 金属晶体与离子晶体-【寒假逆袭自学课】2023年高二化学寒假精品自主预习课（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 【学习目标】 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。 4.从化学键变化上认识过渡晶体，理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的。2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨。 【基础知识】 一、金属键与金属晶体 1、金属键 (1)概念：“电子气理论”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“ 电子气 ”，被所有原子所共用，从而把所有的 金属原子 维系在一起。 (2)成键粒子是 金属阳离子 和 自由电子 。 (3)金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越 大 、价电子数越 少 ，金属键越 弱 ；反之，金属键越 强 。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越 高 ，硬度越 大 。如：熔点最高的金属是 钨 ，硬度最大的金属是 铬 。 2、金属晶体 (1)在金属晶体中，原子间以 金属键 相结合。 (2)金属晶体的性质：优良的 导电性 、 导热性 和 延展性 。 二、离子晶体 1、离子键及其影响因素 (1)概念：阴、阳离子之间通过 静电作用 形成的化学键。 (2)影响因素：离子所带电荷数越 多 ，离子半径越 小 ，离子键越 强 。 2、离子晶体及其物理性质 (1)概念：由 阳离子 和 阴离子 相互作用而形成的晶体。 (2)离子晶体的性质 ①熔、沸点较 高 ，硬度较 大 。 ②离子晶体不导电，但 熔化 或 溶于水 后能导电。 ③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 3、常见离子晶体的结构 (1)NaCl晶胞 NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有 6 个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6 个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。 ①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是 12 个。 ②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是 4 个，Cl－数是 4 个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。 (2)CsCl晶胞 CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有 8 个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题： ①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成 正八面体 。 ②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1 个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。 三、过渡晶体与混合型晶体 1、过渡晶体 (1)四类典型晶体是 分子晶体 、 共价晶体 、 金属晶体、离子晶体。 (2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的 百分数 。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为 共价晶体 处理。 (3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是 Na2O、MgO ；作为共价晶体处理的是 Al2O3、SiO2 ；作为分子晶体处理的是 P2O5、SO3、Cl2O7 。 2、混合型晶体——石墨 (1)结构特点——层状结构 ①同层内，碳原子采用 sp2 杂化，以 共价键 相结合形成 平面六元并环 结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 ②层与层之间以 范德华力 相结合。 (2)晶体类型 石墨晶体中，既有 共价键 ，又有 金属键 和 范德华力 ，属于 混合型晶体 。 (3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。 四、晶体类型的比较 1、四种晶体的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部