2023届高三化学一轮复习 金属晶体和离子晶体 课件

晶体结构与性质 --构建微粒间相互作用与微粒空间排布的关系 一、金属晶体 “电子气理论”(自由电子理论) 金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的“电子气”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。 金属离子“浸泡”在“自由电子”的“海洋”之中。 1.金属键 （1）定义：金属阳离子和自由电子之间的相互作用。 （2）组成粒子：金属阳离子和自由电子 （3）金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体 “有阳离子而无阴离子”是金属独有的特性。 金属单质中不存在单个分子或原子。 3 补充：金属晶体的结构与金属性质的内在联系 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞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。 （2）金属为什么易导热 ？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子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就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。 （1）金属为什么易导电 ？ 当可见光照射到金属表面时，金属晶体中的自由电子能够吸收所有频率的光，并很快放出，所以金属不透明并具有金属光泽。 （3）金属为什么具有金属光泽 ？ 温度高，导电能力弱 自由电子 + 金属离子 金属原子 位错 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + （4）金属延展性 金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质，如具有最密堆积结构的金属的延展性往往比其他结构的延展性好。 容易产生滑动，但金属密堆积层之间始终保持着金属键的作用。 金属键一般不会因外力断裂 2.典型金属晶体的结构---补充 补充1 空间利用率： 晶胞实际拥有的微粒的总体积与晶胞的体积比，表示堆积程度 补充2 配位数： 在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接【距离最近的】的原子或离子的数目称为配位数 配位数：配合物中指的是中心离子周围的配位原子个数 晶体中指的是距离最近且相等的异性电荷数目 2.典型结构---体心立方堆积（钠） ①体心立方堆积晶胞平均占有的原子数目：2 ②体心立方堆积晶胞的配位数：8 ③金属原子的半径r与正方体的边长a的关系： 2.典型结构---面心立方最密堆积（铜） 面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：4 2.典型结构---面心立方最密堆积（铜） ①面心立方紧密堆积晶胞的配位数：12 ②金属原子的半径r与正方体的边长a的关系： 求算配位数两种方法： 1.直接数距离最近且相等的原子 2.求算法：以顶点为例 2.典型结构---六方最密堆积（镁） 六方最密堆积晶胞平均占有的原子数目： 2.典型结构---六方最密堆积（镁） 六方最密堆积晶胞的配位数：12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2.典型金属晶体的结构总结---(等径圆球的堆积) 代表物质 原子个数 配位数 原子半径和边长的关系 空间占 有率 晶体模型 简单立 方堆积 Po 1 6 a=2r 52% 体心立 方密堆积 Na K Fe 2 8 68% 六方最 密堆积 Cu Ag Au 6 12 a=2r 74% 面心立方最密堆积 Mg Zn Ti 4 12 74% 金属 Na Mg Al Cr 熔点/℃ 97.5 650 660 1900 3.金属的熔、沸点、硬度与金属键的关系 金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属的熔点高低与金属键的强弱有关。 (1) (2)金属晶体的熔点差别较大，如Hg熔点很低，碱金属熔点较低，铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子和自由电子的作用力不同造成的。 (3)同一周期主族金属单质的熔点由左到右逐渐升高；同一主族金属单质的熔点自上而下逐渐降低。 如何堆积呢？ 二、离子晶体 成键微粒 阴阳离子 微粒间作用力 离子键 ①钠离子和氯离子的位置： 氯离子：面心和顶点 钠离子：体心和棱心； 氯离子采取面心立方最密堆积，钠离子位于氯离子组成的正八面体空隙中。 ②每个晶胞含钠离子、氯离子的个数： ③配位数： 每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有 ？个 它们所围成的空间几何构型是？ Na＋：12×＋1＝4 Cl－：8×＋6×＝4 1.典型离子晶体的结构---氯化钠晶体 Na＋ Cl－ 补充：晶胞中的空隙问题 1.典型离子晶体的结构---氯化钠晶体 ④每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个，距离是多少？，Na＋有___个，距离是多少？ 每个Cl－周围与之等距且距离最近的Na＋有____个，距离是多少？，Cl－有____个，距离