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第三節　金屬晶體與離子晶體
第1課時　金屬晶體　離子晶體
第三章　晶體結構與性質
[學習目標]
1.能辨識常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中的構成微粒
及微粒間作用，并解釋金屬的物理性質(重點)。
2.能辨識常見的離子晶體，能從微觀角度理解離子鍵對離子晶體性質
的影響，能從宏觀角度解釋離子晶體性質的差異(重點)。
3.通過對離子晶體模型的認識，理解離子晶體的結構特點，預測其性質
(重、難點)。
引入新課
除汞外，金屬在常溫下都是晶體，金屬原子如何緊密地堆積在一起的？
鐵 銅 金 鈦 鉑 汞
金屬鍵
一、金屬鍵與金屬晶體
1．金屬鍵
(1)概念：金屬陽離子與自由電子之間的強烈的相互作用。
(2)成鍵粒子：金屬陽離子和自由電子
(3)本質：金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有
原子共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。
(4)特征：沒有方向性及飽和性
一、金屬鍵與金屬晶體
1．金屬鍵
(5)影響因素：原子半徑、價電子數
一般而言，r金屬原子越小，金屬鍵越強；價電子數越多，金屬鍵越強。
(6)對物質性質的影響：金屬鍵強弱不同，所以金屬的性質差異很大。
如鈉熔點較低、硬度較小，而鎢熔點最高、鉻硬度最大。
(1)概念：
金屬(除汞外)在常溫下都是晶體，稱其為金屬晶體。
結構像很多硬球緊密堆積，原子間以金屬鍵相互結合。
(2)用電子氣理論解釋金屬的性質
延展性：
受外力各原子層相對滑動，但排列方式不變，電子氣起潤滑劑作用。
導電性：
電子氣在電場中定向移動，電導率隨溫度升高而降低。
導熱性：
電子氣中的自由電子在熱作用下與原子頻繁碰撞，引起兩者能量交換。
一、金屬鍵與金屬晶體
2．金屬晶體
(1)變化規律
一、金屬鍵與金屬晶體
3．金屬晶體熔點的變化規律
熔點差別較大，一般熔點較高，但有部分熔點較低，如Cs、Hg等。
銫 汞
汞——熔點最低 (－38.87 ℃)，鎢——熔點最高(3 410 ℃)
元素 3Li(鋰) 11Na(鈉) 19K(鉀) 37Rb(銣) 55Cs(銫)
熔點/℃ 180.5 97.81 63.65 38.89 28.40
沸點/℃ 1 347 882.9 774 688 678.4
金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，硬度越大。
(3)一般合金的熔點比各組分的熔點低，但硬度比其組分中任一金屬的大。
一、金屬鍵與金屬晶體
(2)金屬鍵的強弱對金屬單質物理性質的影響
3．金屬晶體熔點的變化規律
金屬晶體的常見堆積方式
(1) 在二維空間中排列的兩種方式
a：非密置層
b：密置層
一、金屬鍵與金屬晶體
知識拓展
知識拓展
金屬晶體的常見堆積方式
(2) 在三維空間里的3種常見堆積方式(圖中不同顏色的小球都代表同種原子)
一、金屬鍵與金屬晶體
簡單立方堆積
釙
體心立方堆積
鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等
面心立方堆積
金、銀、銅、鉛等
應用體驗
1.正誤判斷
(1)常溫下，金屬單質都以金屬晶體的形式存在
(2)金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失
(3)金屬晶體的構成粒子為金屬原子
(4)同主族金屬元素自上而下，金屬單質的熔點逐漸降低，體現金屬鍵逐漸減弱
(5)金屬晶體的熔點一定比分子晶體的高
√
×
×
×
√
一、金屬鍵與金屬晶體
應用體驗
2.(2023·濟南高二檢測)下列有關金屬的說法正確的是
A.金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子
B.金屬導電的實質是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動
C.金屬原子在化學變化中失去的電子數越多，其還原性越強
D.金屬晶體的堆積方式會影響金屬的性質
√
3.可用“自由電子”與金屬離子的碰撞中有能量傳遞來解釋的物理性質是
A.金屬是熱的良導體 B.金屬是電的良導體
C.金屬有良好的延展性 D.有金屬光澤，不透明
√
一、金屬鍵與金屬晶體
應用體驗
4.銀晶體的晶胞如圖所示。設銀原子的半徑為r，用NA表示阿伏加德羅常數的值，M表示銀的摩爾質量。下列說法錯誤的是
A.銀晶體每個晶胞中含有4個銀原子
B.配位數是12
C.一個晶胞的體積是
D.晶體的密度是
√
一、金屬鍵與金屬晶體
二、離子晶體
(1)定義：由陽離子和陰離子相互作用形成的晶體。
(2)成鍵粒子：陰、陽離子，有的還存在電中性分子(如H2O、NH3等)。
如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等。
(3)相互作用：離子鍵，可能含共價鍵，甚至存在氫鍵
(4)物理性質：
硬度較大，難壓縮；熔點和沸點較高；
固體不導電，熔融狀態或水溶液中能導電。
1．離子晶體
二、離子晶體
2．典型離子晶體
(1)NaCl晶體
每個Na＋周圍距離最近的Cl－有 個；
每個Cl－周圍距離最近的Na＋有 個；
晶體的化學式為 。
正八面體
6
6
NaCl
正八面體
Na＋ ：12× + 1＝4
Cl－：8× + 6×＝4
①每個Na＋(Cl－)周圍距離相等且最近的Na＋(Cl－)是 個。
②每個晶胞中實際擁有的Na＋數是 ，Cl－數是 。
③若晶胞參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，
則該晶體的密度為 ___________g·cm－3。
12
4
4
1pm = 1×10-10 cm
(2)CsCl晶體
每個Cs＋周圍距離最近的Cl－有 個；
每個Cl－周圍距離最近的Cs＋有 個；
晶體的化學式為 。
8
8
正六面體
CsCl
①每個晶胞中實際擁有的Cs＋有1個，Cl－有1個。
②每個Cs＋(Cl－)周圍距離最近的Cs＋(Cl－)有 個，構成 。
③若晶胞參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，
則氯化銫晶體的密度為 ___________g·cm－3。
6
上下、左右、前后
正八面體
二、離子晶體
2．典型離子晶體
1.正誤判斷
(1)離子晶體一定是離子化合物
(2)離子晶體中只含離子鍵
(3)含有離子的晶體一定是離子晶體
(4)由金屬與非金屬形成的晶體，屬于離子晶體
(5)離子晶體的熔點一定低于共價晶體的熔點
(6)離子晶體受熱熔化，破壞化學鍵，吸收能量，屬于化學變化
√
×
×
×
×
×
應用體驗
二、離子晶體
2.下列性質中適合離子晶體的是
①熔點為1 070 ℃，易溶于水，水溶液能導電
②熔點為10.31 ℃，液態不導電，水溶液能導電
③能溶于CS2，熔點為－7.25 ℃，沸點為59.47 ℃
④熔點為97.81 ℃，質軟，導電，密度為0.97 g·cm－3
⑤熔點為－218 ℃，難溶于水
⑥熔點為3 900 ℃，硬度很大，不導電
⑦難溶于水，固體時導電，升溫時導電能力減弱
⑧難溶于水，熔點較高，固體不導電，熔化時導電
A.①⑧　　　　B.②③⑥　　　　C.①④⑦　　　　D.②⑤
√
二、離子晶體
應用體驗
應用體驗
3.根據CsCl的晶胞結構分析，CsCl晶體中兩個距離最近的Cs＋間距離為a，則每個Cs＋周圍與其距離為a的Cs＋數目為____；每個Cs＋周圍距離相等且次近的Cs＋數目為_____，距離為____；每個Cs＋周圍距離相等且第三近的Cs＋數目為____，距離為_____；每個Cs＋周圍緊鄰且等距的Cl－數目為____。
6
12
8
8
二、離子晶體
自我測試
1.(2023·廣州期末)下列物質的熔點高低順序正確的是
A.金剛石>晶體硅>碳化硅
B.K>Na>Li
C.NaFD.CI4>CBr4>CCl4>CH4
√
自我測試
2.鐵的晶體有多種結構，其中兩種晶體的晶胞結構如圖甲、乙所示(a cm、b cm分別為晶胞邊長)，下列說法正確的是
A.兩種鐵晶體中均存在金屬陽離子和陰離子
B.乙晶體晶胞中所含有的鐵原子數為14
C.甲、乙兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為1∶2
D.甲、乙兩種鐵晶體的密度比為b3∶2a3
√
自我測試
3.NaH的晶胞結構如圖所示，已知其晶胞邊長為a，下列說法錯誤的是
A.每個鈉離子周圍距離相等且最近的氫離子有6個
B.該晶胞中含有氫離子的數目為4
C.該晶胞中兩個氫離子之間的最短距離為
D.基態鈉離子的電子排布式為1s22s22p6
√
自我測試
4.如圖為NaCl和CsCl的晶體結構，下列說法錯誤的是
A.NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體
B.NaCl和CsCl晶體中陰、陽離子個數比不同
C.CsCl晶體中每個Cl－周圍緊鄰8個Cs＋
D.NaCl和CsCl晶體中陰、陽離子的半徑比不同
√
自我測試
5.螢石(CaF2)晶胞結構如圖所示，晶胞邊長為a cm。
(1)小黑球代表的離子：_____。
(2)陽離子配位數為_____，陰離子配位數為____。
(3)每個Ca2＋周圍最近且等距離的Ca2＋有___個，
每個F－周圍最近且等距離的F－有____個。
(4)該晶胞中Ca2＋和F－的最近距離為____________。
Ca2＋
8
4
12
6
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