人教化学选修3第三章第3节 金属晶体导学案无答案.doc

第三节 金属晶体一、金属键1、金属键定义： 和 之间的强烈的相互作用2、成键微粒： 和 3、成键本质： 4、金属键特征： 思考：试分析比较金属键和共价键、离子键的异同相同点：三种化学键都是微粒间的 作用不同点：二．“电子气理论”及其解释金属的物理通性金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起1) 对导电性的解释金属晶体中的自由电子在外电场作用下__________形成电流2) 对导热性的解释自由电子在运动时会与金属离子碰撞，引起能量交换，能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度热导率随温度升高而降低3) 对金属延展性的解释当金属受到外力作用时，晶体中的各离子层就会发生___________，但金属离子与自由电子仍保持相互作用，金属形变但不会断键而且弥漫在金属原子之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，从而使金属具有良好的延展性4)颜色、光泽：可见光照射到金属表面上时，自由电子能够吸收所有频率的光，并很快放出这些光。

金属粉末晶面取向杂乱，吸光后辐射不出去，所以暗灰色、黑色5)硬度和熔沸点：金属晶体多数熔点高，差异很大高的如W、Pt，低的如Hg、Cs这与金属键的强弱有关一般规律：原子半径越小、金属键就越 ；金属阳离子所带的电荷越多，金属键就越 金属键越强，硬度就越 ，熔沸点就越 练习：比较下列金属的熔点：Li Na K Rb；Na Mg Al(6) 对合金性能的解释当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，使金属的_____ __甚至_________发生改变一般规律：合金的熔沸点 于各组分，硬度 于各组分思考：金属晶体都是纯净物吗？比较电解质溶液、金属晶体导电的区别类别电解质溶液金属晶体导电粒子过程（填化学变化、 物理变化）温度影响温度越高，导电能力越 温度越高，导电能力越 三、金属晶体的原子堆积模型1．二维空间模型：金属原子在二维平面里放置有___________和____________两种方式，配位数分别为_____和______，如图： 2．三维空间模型(1) 简单立方堆积相邻_____________(填“密置层”或“非密置层”)的原子核在同一直线上的堆积，其空间利用率_____%，配位数为_______。

晶胞构成：一个立方体，每个晶胞含___个原子，如金属_____2) 体心立方堆积(钾型)是按_____________(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率_____%，配位数为_______晶胞构成：______立方，每个晶胞含___个原子，如碱金属 (3) 面心立方最密堆积(铜型) 和六方最密堆积(镁型) 面心立方最密堆积和六方最密堆积都是按__________(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率均为_____ %，配位数均为___面心立方最密堆积：按__________……方式堆积，每个晶胞含___个原子，如Cu、Ag、Au六方最密堆积：按__________……方式堆积，每个晶胞含___个原子，如Mg、Zn、Ti；归纳：1、金属晶体原子堆积模型类型简单立方堆积体心立方堆积钾型面心立方最密堆积 铜型六方最密堆积镁型代表金属配位数(晶体结构中，与任何一个原子最近的原子数目)晶胞占有的原子数原子半径（r）与立方体边长（a）的关系注：相邻的球彼此接触r(原子)= 注：体心对角线上的球彼此接触注：立方体面上对角线上的球彼此接触不做计算要求空间利用率(晶胞中原子体积占晶胞空间的百分率）四、混合晶体石墨不同于金刚石，它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化，而是呈 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靠 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 维系的；石墨中每个碳原子提供三个电子参加成键形成平面网状结构，碳原子最外层上的另一个电子成为自由电子，并通过自由电子在层间产生范德华力。

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，是一种混合晶体第四节 离子晶体离子键： 一、离子晶体1．概念：由_________和__________通过________结合而成的晶体2．构成离子晶体的微粒：_________和_________3．微粒间的作用力：______________注：离子键_______方向性和饱和性4．种类：繁多，离子晶体有强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐提示：典型的离子晶体多数为活泼金属（K、Ca、Ba、Na、Mg）化合物及铵盐不存在单个小分子，为“巨分子”思考：1、下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？ 干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、CsCl2、下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？Na2O NH4Cl O2 Na2SO4 NaCl CsCl CaF2思考： 1、凡是含有阳离子的晶体中一定有阴离子？2、凡是含金属阳离子的晶体一定是离子晶体？3、凡是离子晶体必含金属阳离子? 4、离子晶体只含离子键?5、共价化合物中也可含离子键?5．离子晶体的性质(1) 离子晶体熔、沸点_________（常温下都为 态），难挥发(一般，熔点_____500℃)。

原因：离子键较强，克服离子键需要较多的能量2) 离子晶体的硬而脆理由：硬：离子键较强；脆：受力后部分离子键断裂，晶体破碎3) 离子晶体不导电，离子键较强，阴阳离子不能自由移动但是在___________或________中可导电离子键受热或在水分子作用下断裂，可移动4)溶解性：大多数离子晶体 溶于极性溶剂， 溶于非极性溶剂 原因：可看成强极性键二．常见离子晶体的空间结构1、 AB型离子晶体的空间结构（一）NaCl 型（r+/ r=0.525）（1）NaCl 晶胞：一个NaCl 晶胞中含有_____个Na＋， _____个Cl－，该晶胞中NaCl的单元数为_____2）配位数：①每个Na+相邻最近且距离相等的Cl－有_____个， 每个Cl－ 相邻最近且距离相等的Na＋有_____个 ②NaCl 晶体中Na＋的配位数是_____，Cl－的配位数是_____ ③这6个Na＋（或Cl－）围成一个______________构型3）等距离相邻的离子：每个Na＋相邻最近且距离相等的Na＋有______个，每个Cl－相邻最近且距离相等的Cl－有______个。

二）CsCl型（r+/ r=0.934）（1）CsCl 晶胞：一个CsCl晶胞中含有_____个Cs＋，含有_____个Cl－，该晶胞中CsCl的单元数为_____2）配位数：每个Cs＋相邻最近且距离相等的Cl－有_____个，每个Cl－相邻最近且距离相等的Cs＋有_____个CsCl晶体中阴、阳离子的配位数为_____3）等距离相邻的离子：每个Cs＋相邻最近且距离相等的Cs＋有_____个，每个Cl－相邻最近且距离相等的Cl－有_____个三）ZnS晶胞：1个ZnS晶胞中，有 个S2－，有 个Zn2＋Zn2＋的配位数为 ,S2－的配位数为 2) 其它离子晶体的空间结构：（四）CaF2晶胞（1）CaF2晶胞：一个CaF2晶胞中含有_____个Ca2＋，_____个F－， 该晶胞中CaF2的单元数为：_____（2）配位数：每个Ca2＋相邻最近且距离相等的F－有_____个， 每个F－相邻最近且距离相等的Ca2＋有_____个CaF2的晶体 中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋的配位数为_____，F—的配位数为____。

讨论：为什么AB型离子晶体NaCl、CsCl化学式相似，配位数不同？空间结构不同？二、决定离子晶体结构（配位数）的因素配位数：离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数配位数缩写为C.N.）(1) 几何因素，即晶体中正负离子的______________________半径比（r+/r_）0.2～0.40.4～0.70.7～1.0〉1.0配位数46810代表物ZnSNaClCsClCsF结论：AB型离子晶体中，阴阳离子的配位数相等，正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大2) 电荷因素，即晶体中正负离子的电荷比例如CaF2晶体，如果正负离子的电荷不同，正负离子的个数必定不相同，结果，正负离子的配位数就不会相同3) 键性因素，即离子键的纯粹程度（不要求）三、晶格能1．概念_______________形成_________离子晶体__________的能量符号和单位：符号为U，常用单位是kJmol—1，取正值 如 Na＋(g)+Cl—(g) NaCl(s)，△H = —786 kJmol—1 NaCl(s) Na＋(g)+Cl—(g)，△H = +786 kJmol—1。

NaCl晶体的晶格能是786 kJmol—12．影响晶格能大小的因素(1) 离子的半径（离子核间距）：阴、阳离子的半径越小，晶格能越_______晶格能大小：NaF____NaCl____NaBr____NaI LiCl____NaCl____KCl____RbCl____CsCl MgO____CaO(2) 离子所带电荷：阴、阳离子所带的电荷越多，晶格能________晶格能大小：MgO____NaCl (3)晶格能还与离子晶体的结构类型有关3．晶格能的作用(1) 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定（离子键越强）NaF____NaCl____NaBr____NaI MgO____CaO (2) 晶格能越大，熔点越高NaF____NaCl____NaBr____NaI MgO____CaO (3) 晶格能越大，硬度越大(4) 晶格能也影响了岩浆晶出的次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出四、晶体的。