3.3 金属晶体与离子晶体 《题型讲解》 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

3.3 金属晶体与离子晶体 一、金属键和金属晶体 1、金属键 2、金属晶体 (1)定义：金属原子通过金属键形成的晶体 (2)构成微粒：金属阳离子和自由电子 （3）微粒间的作用力：金属键 （4）金属的物理通性 ：有良好的导电性、导热性和延展性 3.硬度和熔沸点：与金属键的强弱有关 一般规律：原子半径越小、金属键就越强，价电子数(即阳离子的的电荷)越多，金属键就越强，金属键的强弱影响金属晶体的物 二、离子晶体 1、概念：由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。常温常压下，离子化合物都是固体，都是离子晶体 2、构成微粒：阴离子和阳离子。离子晶体中含有离子，但离子不能自由移动。若获得能量而变为熔融态 或溶于水中时，则离子键被削弱甚至断裂，电离产生能够自由移动的离子 3、离子键的相互作用：离子键 4、离子晶体的物理性质 (1)熔、沸点较高：(常温下都为固态)离子晶体熔、沸点高低一般比较规律:阴、阳离子的电荷数越大，离子半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高 (2)硬度较大，难压缩 (3)固体不导电，熔融状态下能导电，水溶液一般导电 (4)溶解性：大多易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂. 三、过渡晶体与混合型晶体 1.过渡晶体 （1）纯粹的典型晶体（分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体）是不多，大多数晶体是他们之间的过渡晶体 （2）大多数晶体是过渡晶体，那共价键、离子键、金属键和分子间作用力等化学作用力也大多数是过渡型 （3）四类晶体都有过渡型 2.混合晶体 （1）石墨晶体的结构——混合晶体 ①结构：石墨不同于金刚石，它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化，而是呈sp2杂化，形成平面六元并环结构，因此石墨晶体是层状结构的，每一层内部碳原子间是共价键相维系，层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的；石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，既不是原子晶体，也不是分子晶体，是一种混合晶体 ②晶体微粒间的作用：碳原子间有共价键，层与层间有范德华力 ③性质 (i)导电性、导热性：石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属中的自由电子，类似金属 键的性质，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶体各向异性的表现 (ii)润滑性：石墨层间为范德华力，结合力弱，层与层间可以相对滑动，使之具有润滑性。因而可用作润滑剂、铅笔芯等 四、离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较 晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成晶体的粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的作用力 分子间作用力 共价键 复杂的静电作用 离子键 熔、沸点 很低 很高 一般较高，少部分低 较高 硬度 一般较软 很硬 一般较硬，少部分软 较硬 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 (Na等与水反应) 大多数易溶于水等极性溶剂，难溶于非极性溶剂 导电情况 固态、熔融态均不导电，溶于水可能导电 不导电 （除硅、锗为半导体） 电和热的良导体 晶体不导电，熔融均导电，溶于水后一般可导电 物质类别及举例 干冰、冰、纯硫酸、H2、S8 等 金刚石、硅、水晶、碳化硅等 Na、Mg、Al、Hg等 NaCl、CaCO3 NaOH等 五、物质熔沸点的比较 1、常温常压下，看状态：固态物质>液态物质>气态物质 2、看晶体类型：一般情况下，原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体 3、同种类型晶体 (1)共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长即成键原子半径大小 成键原子半径小即键长短，则键能大，熔点高 (2)离子晶体：看离子键的强弱，取决于阴、阳离子半径大小和带电荷数 阴、阳离子半径越小，带电荷数之积越大（主要因素），则离子键越强，熔、沸点越高 (3)分子晶体：分子间作用力(一般先氢键后范德华力最后分子的极性) ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。 ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高 ④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 (4)金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数即金属原子的价电子数 在元素周期表中，同周期，从左往右，金属价电子数增多，阳离子半径减小，其熔、沸点逐渐升高。而在同一主族中，