3.3 金属晶体和离子晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

晶体结构与性质 第三节 金属晶体和离子晶体 1 回顾 干冰 石英 雪花 金刚石 金属的物理通性？ 铝锂合金用于C919飞机的外壳 国家体育场的钢架结构 铜电缆 回忆 导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 3 铜的晶体模型 思考 金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 4 金属“电子气理论” “电子气” 5 思考 金属为什么能导电？且电导率随温度升高而降低？ 如何解释导热性和延展性？ 光泽性 金属的性质--- 金属晶体对辐射具有良好的反射性能，金属中自由电子可以吸收波长极广的光，并重新反射出来。 金属晶体 不透明 且有金属光泽 金属的熔点和硬度差别很大，与什么因素有关？ 金属单质 熔点/℃ Li 180.5 Na 97.81 K 63.65 Rb 38.89 Cs 28.40 思考 8 合 金 钢 14 K 金 10 重晶石 BaSO4 莹石 CaF2 胆矾 CuSO4·5H2O 食盐 NaCl 下列晶体构成微粒有什么共同点？ 微粒之间存在哪种相同的作用力？ 思考 Cl－ Na+ NaCl晶体 晶体中离子如何堆积？ 晶胞中所含微粒的数目？ NaCl晶体硬度较大、熔点（801℃）较高的原因？ 12 Cl− Na+ 13 为什么CsCl的熔点（645 ℃）比NaCl低？ Cl− Cs+ CsCl晶体 晶体中离子如何堆积？ 为什么与NaCl晶体不一样？ 14 如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于NaCl晶胞的是_____，属于CsCl晶胞的是________。 思考 1、4 2、3 CaF2的晶胞为立方晶胞，结构如下图所示： CaF2晶胞中，Ca2＋的配位数为_____。 8 思考 离子晶体的物理性质? 思考 导电性、溶解性、熔点？ 18 分析下表中的数据，能得出什么结论？ 思考 19 晶体类型：单质硫是_____晶体；单质硼是_____晶体；氯化铝是_____晶体；苛性钾是_____晶体。 分子 共价 分子 离子 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质 单质硫 120.5 271.5 — 单质硼 2 300 2 550 硬度大 氯化铝 190 182.7 177.8 ℃升华 苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电 思考 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 性质 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，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 NaF NaCl NaBr NaI 钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4）的熔点如图所示 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 思考 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 判断晶体的类型 （1）从物质类别的角度 晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 共价晶体 物质类别 典型例子 金属单质和合金 K、Cu、Mg 离子化合物 NaCl、CsCl 多数的非金属单质和共价化合物 干冰、冰、碘单质 少数的非金属单质和共价化合物 金刚石、SiO2 判断晶体的类型 （2）从性质的角度 晶体类型 离子晶体 分子晶体 共价晶体 熔点 熔化时需克 服的作用力 差异较大 离子键 较低 高 共价键 分子间作用力或氢键 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 TiF4熔点高于TiCl4 、 TiBr4、TiI4 ，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，请解释原因。 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 思考 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 2 3 4 5 377 -24.12 38.3 155 思考 发现以上数据有什么变化规律了吗？AgX的离子半径之和与键长一样吗？这些可能与什么有关？ 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的 百分数 /% 62 50 41 33 < 33 表 3-4 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 事实上，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。 思考 离子键的百分数和什么因素有关？ 化合物 键型 离子键的百分数 电负性差值 CsCl 离子键 75% 3.16 ― 0.79 ＝ 2.37 HCl 极性共价键 20% 3.16 ― 2.22 ＝ 0.94 Cl2 非极性共价键 0 3.16 ― 3.16 ＝ 0 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 钛的电负性 Ti 1.54 Ti 1.54 Ti 1.54 Ti 1.54 卤素的电负性 F 3.98 Cl 3.16 Br 2.96 I 2.66 电负性差值 2.44 1.62 1.42 1.12 查阅数据 第三周期元素的氧化物晶体类型变化趋势 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 四类晶体都有过渡型，没有严格的分界线。 离子晶体 共价晶体 分子晶体 石墨晶体的二维平面结构 石墨的层状结构 石墨的结构和性质 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似（但不导电），具有层状结构，可作高温润滑剂；立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。 思考 化学分子式为(Mg，Fe，Zn，Mn)(Al，Cr，Fe)2O4，成分比较复杂。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。 $