金属晶体与离子晶体 课件(共44张ppt)

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1 2
每三层形成一个周期,
3
6
5 4
即 ABC ABC 方式,形
成面心立方最密堆积 配位数
12
( 同层 6 ,上下层各 3 )
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 4、面心立方最密堆积 [铜型] (ⅠB Pb Pd Pt )
问题探究
C B A
空间占有率: 74%
每个晶胞含原子数: 4
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 求面心立方晶胞的空间利用率. 晶胞边长为a,原子半径为r. 由勾股定理: a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目: 8 1/8 + 6 ½ = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %
知识1、离子晶体 5、晶胞类型: (2)氯化铯型晶胞
第 31 页 知识解读
①铯离子和氯离子的位置:
Cs+:体心 Cl-:顶点;或反之。
②每个晶胞含Cs+、Cl-个数:
1
③与Cs+等距离且最近的Cs+、ClCs+:6个;Cl-:8个(配位数)
离子晶体
知识1、离子晶体 5、晶胞类型:
CsCl晶体
第 32 页 知识解读
+ + + + + + + + + + + + + + + + + 错 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 位 + + + + + 自由电子 + 金属 金属原子
离子
金属晶体
知识1、金属晶体
知识拓展 金属晶体结构具有金属光泽和颜色原因
因自由电子可吸收所有频率的光,很快释放出去,绝大多数金属
晶体密度
晶胞内属于晶胞
每个晶胞有1个Cs-
1个Cl-
1mol氯化铯 V= NA a3 cm3
离子晶体
第 43 页 当堂巩固
2.已知XYZ三种元素组成化合物是离子晶体其晶胞如图,XYZ分别处
于立方体顶点、棱边中点、立方体体心。下面关于该化合物说法正确
化学 · 选修 3
3.2 金属晶体与离子晶体
化学 · 选修 3
3.2.1金 属 晶 体
金属晶体
图片导学
金属晶体
图片导学
金属样品 Ti
金属晶体
知识1、金属晶体
知识解读
1、金属晶体 金属离子与自由电子间较强的相互作用形成的晶体
(1)晶体中不存在单个分子 (2)金属阳离子被自由电子所包围
2、金属键的特征
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 1、简单立方堆积 [ Po ]
知识解读
配位数:在晶体中,与每个微粒紧密相邻的微粒个数
6
52% 空间利用率: 晶体空间被微粒占满的体积百分数,用来表示紧密堆积的程度
每个晶胞含原子数: 1
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型
知识解读 非密置层的另一种堆积 是将上层金属原子填入 下层的金属原子形成的 凹穴中
4
A
, B
6
1
2
3
关键是第三层,对第一二层来说,第三层可有两种最紧密堆积方式
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 3、六方密堆积 [镁型] 第一种是将第三层的球对准第一层的球。
1 2
问题探究 下图是此种六方 紧密堆积的前视图
每两层形成一个周期,
3
6
5 4
即 AB AB 方式,形成 六方紧密堆积 配位数
第 29 页 知识解读
①Na+和Cl-的位置: 钠离子:体心
②每个晶胞含钠离子、氯离子的个数: Na+: Cl-:
③与Na+等距离且最近的Na+ 有:
12个
离子晶体
知识1、离子晶体
④ NaCl的晶体结构配位数
第 30 页 知识解读
与Na+等距离且最近的Cl¯ 有:6个
---Cl--- Na+
离子晶体
2、体心立方堆积---钾型 ( IA,VB,VIB)
配位数: 8 空间占有率: 68% 每个晶胞含原子数: 2
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型
知识探究
体心立方晶胞空间利用率计算 中心有1个原子, 8个顶点各1个原子 每个原子被8个 晶胞共享 每个晶胞含有原子数: 1 + 8 × 1/8 = 2 原子半径为r 、晶胞边长为a ,勾股定理 2a 2 + a 2 = (4r) 2 3
---Cs+
---Cl-
离子晶体
知识1、离子晶体 5、晶胞类型: (3)CaF2型晶胞
第 33 页 知识解读
①一个CaF2晶胞中 4个Ca2+和8个F¯
②Ca2+的配位数: 8 F-的配位数: 4
离子晶体
知识1、离子晶体 5、晶胞类型:
(4)ZnS型晶胞 ①1个ZnS晶胞
第 34 页 知识解读
4个阳离子 4个阴离子
/
离子晶体
知识2、晶格能 3、晶格能的作用: 晶格能越大 熔点越高硬度越大
问题解读 第 39 页
离子键越强 形成的晶体越稳定 岩浆晶出规则与晶格能 晶体析出次序与晶格能 矿物 晶格能 KJ/mol 771.41 670.0 4400 晶出次序
ZnS PbS 橄榄石
先 后 最先
离子晶体
课时小结 构成微粒 微粒间作用力 阴(阳)离子 离子键 正负离子半径比 正负离子电荷比
知识拓展
金属晶体
常 见 金 属 晶 体 的 堆 积 模 型
当堂感悟
金属晶体
知识3、石墨是层状结构的混合型晶体
知识拓展
同层内碳原子共价键结合, 层层间范德华力 石墨的熔点很高,化学性质稳定
金属晶体
课时小结
当堂感悟
金属键
金 属 晶 体 熔 点 比 较
金 属 晶 体
金属晶体
金属晶体的结构特征 金属晶体的原子堆积模型
12
( 同层 6 ,上下层各 3 )
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 3、六方密堆积 [镁型] (Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB )
问题探究
空间占有率: 74%
每个晶胞含原子数: 2
金属晶体
问题探究
下图是面心立方最 知识2、金属晶体的原子堆积模型 密堆积前视图 4、面心立方最密堆积 [铜型] 第二种是第三层的球对准第一层的2、4、6位置
空间构型
ZnS
NaCl
CsCl
离子晶体
知识2、晶格能
问题解读 第 37 页
1、定义:拆开1mol 离子晶体,形成完全气态阴阳离子所吸收的能量。 符号 U
氟化物 晶格能 /kJ· mol-1
NaF MgF2 AlF3
923 2957 5492
2、晶格能的大小的影响因素
离子半径、所带电荷
所带电荷越多,离子半径越小,离子间的距离越小,晶格能越大
电荷因素
正负离子的电荷比
键性因素 离子键的纯粹因素
离子晶体
知识2、晶格能
思考 交流
离子 晶体 一定程度上可以用来衡量离子键的强弱 阴离子 配位数 阳离子 配位数
数据导学 第 36 页
填空下表并思考:什么因素决定了离子晶体中离子的配位数?
NaCl CsCl
6 8
6 8
根据下表数据分析影响离子晶体中离子配位数的因素。 配位数 半径比 4 0.2~0.4 6 0.4~0.7 8 0.7~1.0
Cl-和Cs+ 都 8
Cs+、Cl- 都 1 1∶1 CsCl
F- 4 Ca2+ 8
Ca2+ 4 F- 8 2∶1 CaF2
离子晶体
第 42 页 当堂巩固
1、如图是氯化铯晶体的晶胞,已知晶体中两个最近的Cs+离子核间距 离为a cm,氯化铯相对分子质量为M,NA为阿伏加德罗常数,则氯化 铯晶体密度是( C ) 3 8M Ma -3 -3 A. N a3 g· cm B. 8N g· cm A A 3 M Ma C. cm-3 D. g· cm-3 3 g· NAa NA 顶点8个 晶胞共用
r
2、体心立方堆积---钾型
空间利用率 = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 100%
4 4 3 3 2 r 2 ( a)3 3 3 4 100% 68% 3 3 a a
4
a
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型
问题 密置层的堆积方式有哪些? 探究
问题探究
5 第二层对第一层来讲最紧密的 堆积方式是将球对准1,3,5 位。 (或对准 2,4,6 位,其情形是一样的 )
1、定义:
问题解读 第 28 页
由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
2、成键粒子: 阴、阳离子
3、相互作用力:
离子键
4、常见的离子晶体: 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。
离子晶体
知识1、离子晶体 5、晶胞类型:
(1)氯化钠型晶胞 均位于顶角,并交错排列 棱中点 顶点,或反之。 氯离子:面心
金属晶体
A.金属原子的价电子数少 B.金属晶体中有“自由电子” 使原子吸引尽可能多的其他原子分布于周 2.关于钾型晶体(如图)的结构的叙述中正确的是( C )
当堂巩固
金属键没有方向性,没有饱和性 1.金属晶体堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因( D ) 围,并以密堆积的方式降低体系的能量 C.金属原子的原子半径大 D.金属键没有饱和性和方向性
②阳离子配位数: 4 阴离子配位数: 4
离子晶体
知识1、离子晶体
6、决定离子晶体结构因素 7、离子晶体的特点: ⑴无单个分子;无分子式。 ⑵熔沸点较高,硬度较大,难挥发难压缩。 ⑶一般易溶于水,难溶有机溶剂。 ⑷固态不导电,水溶液或熔融状态下导电。 几何因素 正负离子的半径比
第 35 页 知识解读
最稳定的金属是---------- 金
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型 金属原子在二维空间(平面)上有二种排列方式
图片导学
配位数= 4 (a)非密置层
配位数= 6 (b)密置层
金属晶体
知识2、金属晶体的原子堆积模型
问题 导学
问题导入
金属晶体可看成原子在三维空间中堆积而成,那么非密置层在 三维空间里堆积有几种方式?比较不同方式堆积时金属晶体的 配位数、原子空间利用率、晶胞的区别。 晶胞的形状? 含几个原子?
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Ca的金属键强于K
减弱
D.温度越高,金属的导电性越好
化学 · 选修 3
3.2.2离 子 晶 体
离子晶体
图片导学 第 26 页
离 子 晶 体
食盐
离子晶体
思考 讨论
视频导学 第 27 页
为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同?
氯化钠
熔点 (℃ )
干冰 金刚石
801
-56.2
3550
离子晶体
知识1、离子晶体
具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。
当金属呈粉末状时,金属晶体晶面取向杂乱、晶体外形排列不规 则,吸收可见光后辐射不出去,所以成黑色。
金属晶体
金 属 之 最
熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃]
知识拓展
熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃]
密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3] 密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3] 硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2] 硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0] 1 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径: 5000 mm] 1 金 [ 金箔厚: mm] 展性最好的金属是-------10000 最活泼的金属是---------- 铯
由于自由电子为整个金属所共有,所以金
属键没有方向性和饱和性 3、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
金属晶体
知识1、金属晶体 4、金属晶体的结构与金属性质的内在联系 导电性 自由电子在外加电 场作用下定向移动 导热性
知识解读
延展性
自由电子与金属离子 晶体中各原子层相对滑 碰撞传递热量 动仍保持相互作用

A.是密置层的一种堆积方式
B.晶胞是六棱柱 体心立方
C.每个晶胞内含2个原子
D.每个晶胞内含6个原子
8个顶点 1个体心 原子数: 8×1/8+1=2 非密堆积方式
金属晶体
3.下列关于金属晶体的叙述正确的是( C )
当堂巩固
A.常温下,金属单质都以金属晶体形式存在 Hg常温是液体
B.金属晶体的熔点都很高,硬度都很大 C.钙的熔点、沸点高于钾 金属熔点差别大: 汞熔点 (-38.9 ℃) 铁 (1535 ℃)
第 40 页 当堂感悟
1.离子晶体结构特点
几何因素 2.决定离子晶体结构的因素
电荷因素
键性因素
3.晶格能 概念 晶格能 作用
离子键的纯粹程度 影响晶格能 大小的因素
离子晶体
离子晶体的结构模型
晶体结 构模型
当堂感悟 第 41 页
配位数 晶胞中 微粒数 阴阳离子 个数比 化学式
Cl-、Na+ 都 6
Na+、Cl- 都 4 1∶1 NaCl
离子晶体
知识2、晶格能
问题解读 第 38 页
晶格能∝ q1. q2 r 晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比;与阴、阳离子间的距离 成反比 。 晶格能随离子间距的减小而增大,因此随着阳离子或阴离子半径的减小, 晶格能增大;晶格能愈大,晶体的熔点就愈高。 晶格能的大小还与离子晶体的结构型式有关。带异性电荷的离子之间 存在相互吸引,带同性电荷的离子之间却存在相互排斥作用。
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