3.3.1金属晶体与离子晶体 课件 2023-2024学年高二化学人教版（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 课时1 一、共价晶体的定义 新课导入 观察金属置换反应中金属的生长过程，可知：金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。 那么，金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 新课导入 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，金属脱落下来的价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”，被所有原子共用。这些电子又称为自由电子。 自由 电子 金属 阳离子 金属阳离子浸泡在电子的海洋中，金属晶体和共价晶体都是一种“巨分子”。 一、金属晶体——电子气理论 本质： 一、金属键 特征： 概念： 金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。 电子气理论——静电作用。 无方向性和饱和性。 金属键的强度差别很大，受什么因素影响呢？ 二、金属晶体——金属键 晶体 离子半径/pm 电荷数 熔点/℃ 沸点/℃ Li 76 1 180 1340 Na 102 1 97.72 883 Mg 72 2 651 1107 Al 53.5 3 660 2324 K 138 1 63.65 759 对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，金属晶体的熔沸点与哪些因素有关？ 规律： 半径越小 所带电荷数越多 金属阳离子 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 熔点最高的金属是 ，硬度最大的金属是 。 钨 铬 二、金属晶体——金属键 由金属键结合形成的晶体。 二、金属晶体 金属阳离子和自由电子。 粒子间作用力： 概念： 构成微粒： 金属键。 规律：同主族金属晶体的熔、沸点随原子序数增大而递减。 规律：同周期金属晶体的熔、沸点随原子序数增大而增大。 二、金属晶体 通性一：金属的导电性以及金属的电阻随温度升高而增大。 在金属晶体中，自由电子在外加电场作用下，发生定向移动，形成电流，使金属具有良好的导电性 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 外加电场 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - 金属晶体中除自由电子外的金属阳离子在其位置附近振动，加热时，金属阳离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，因而金属的电阻随温度升高而增大。 三、金属晶体的一般通性 通性二：金属的导热性 在金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 三、金属晶体的一般通性 通性三：金属的延展性 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，而且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，所以金属有良好的延展性。 外力 三、金属晶体的一般通性 通性四：具有金属光泽 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。 金属光泽和颜色 银白色——自由电子吸收所有频率的光，然后又释放。 特殊颜色——易吸收某些频率的光。 黑色粉末——晶面取向复杂，吸收可见光后难反射。 Cs 三、金属晶体的一般通性 离子晶体——新课导入 NaCl晶胞 1个NaCl晶胞中含有______个Na+和______个Cl-。 每个Na+周围等距且距离最近有___个Cl-。 每个Cl- 周围等距且距离最近有___个Na+ 。 Na+的配位数为______。 Cl- 的配位数为______。 一、离子晶体——NaCl 钠离子所处的环境 氯离子所处的环境 为什么会出现这种情况呢？ 阴阳离子间的静电作用没有方向性，每个粒子周围会尽可能多的吸引带相反电荷的离子，以达到降低体系能量的目的。故离子键没有方向性和饱和性。所以离子在晶体中常常也趋向于采用尽可能紧密地堆积形式，可以视为圆球的密堆积，只不过阴离子、阳离子的半径是不同的，是不等径圆球的密堆积 一、离子晶体——NaCl CsCl晶胞 Cl- Cs+ 1个铯离子处于立方体的中心，8个氯离子是位于顶点 每个Cs+周围与之等距且距离最近有______个Cl-。 每个Cl- 周围与之等距且距离最近有______个Cs+ 。 Cs+的配位数为______。 Cl- 的配位数为______。 一、离子晶体——CsCl NaCl的熔点为801 ℃，CsC