内容正文:
第2节 几种简单的晶体结构模型
第1课时 金属晶体 离子晶体
课程内容标准
1.借助金属晶体模型认识金属晶体的结构特点。
2.能利用金属键、“电子气理论”解释金属的一些物理性质。
3.借助离子晶体模型认识离子晶体的结构和性质。
一、金属晶体
1.金属晶体与金属键
金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属键可看作金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用,而且“自由电子”为整个金属所共有,导致金属键没有饱和性和方向性,因此金属晶体可以看作等径圆球的堆积。
2.常见金属晶体的结构
常见金属
Ca、Al、Cu、Ag、
Au、Pd、Pt
Li、Na、K、
Ba、W、Fe
Mg、Zn、Ti
结构示意图
Ca、Al、Cu、Ag、Au等金属晶体的晶胞具有相似性,都为立方体;除其顶点各处有一个微粒外,在立方体的每个面的中心还各有一个微粒。Li、Na、K、Ba、W等金属晶体的晶胞也是立方体,但这种晶胞除了其顶点处各有一个微粒外,在晶胞中心还有一个微粒。Mg、Zn等金属晶体则不同,其晶胞并非立方体或者长方体,底面中棱的夹角不是直角。
3.用电子气理论解释金属的延展性
金属晶体具有良好的延展性。由于金属通常采用密堆积方式,在锻压或捶打时,密堆积层的金属原子之间比较容易产生滑动,但金属密堆积层之间始终保持着金属键的作用。
二、离子晶体
1.概念及结构特点
(1)概念:阴、阳离子通过离子键结合而形成的晶体。
(2)结构特点:
①构成微粒:阴离子和阳离子,离子晶体中不存在单个分子。
②微粒间的作用力:离子键。
2.典型离子晶体的结构模型
晶胞
物质
Li、Na、K和Rb的卤化物,AgF、MgO等
CsBr、CsI、NH4Cl等
晶胞
物质
BeO、BeS等
BaF2、PbF2、CeO2等
3.晶格能是指将1_mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量。
(1)吸收的能量越多,晶格能越大,表示离子间作用力越强,离子晶体越稳定。
(2)晶格能通常取正值,单位:kJ·mol-1。
(3)晶格能大小的影响因素
晶格能与阴、阳离子所带电荷数有关;与离子晶体的结构类型有关。
1.巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)常温下,金属单质都以晶体形式存在。(×)
(2)金属键可以看作许多原子共用许多电子的相互作用,故也有方向性和饱和性。(×)
(3)金属晶体的熔点一定比共价晶体低。(×)
(4)晶体中有阳离子,必然含有阴离子。(×)
(5)离子晶体中含有阴、阳离子,在固态时导电。(×)
(6)离子晶体中不存在共价键。(×)
(7)氯化钠、氟化钙晶体我们通常写为NaCl、CaF2,说明晶体中存在组成为NaCl、CaF2的分子。(×)
(8)氯化钠的熔点大于氯化钾的熔点。(√)
2.金属键的实质是( )
A.自由电子与金属阳离子之间的相互作用
B.金属原子与金属原子间的相互作用
C.金属阳离子与阴离子的吸引力
D.自由电子与金属原子之间的相互作用
A [金属键就是金属中金属阳离子与自由电子间的相互作用,其本质上是一种电性作用。]
3.(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示:
NaBr
NaCl
MgO
离子的核间距/pm
290
276
205
晶格能/kJ·mol-1
787
3 890
①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能________(填“大”或“小”),主要原因是
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________________________________________________________________________。
②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大,主要原因是
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________________________________________________________________________。
③NaBr、NaCl和MgO晶体中,熔点最高的是________。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的_________(填“高”或“低”),请解释原因:
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