第三章晶体结构与性质1教学目标教学目标、了解晶体的初步知识、了解晶体的初步知识,知道晶体与非晶体的本质知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图。知差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图。知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成。培养空间想像能力过分析晶胞得出晶体的组成。培养空间想像能力和进一步认识和进一步认识“物质结构决定物质性质物质结构决定物质性质”的客观规的客观规律。律。、了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其、了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。理解分子晶体和原子晶体的晶性质的一般特点。理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。了解分子间作用力对物质体类型与性质的关系。了解分子间作用力对物质物理性质的影响。了解氢键及其物质物理性质的物理性质的影响。了解氢键及其物质物理性质的影响。影响。2、知道金属键的涵义能用金属键理论解释金属的、知道金属键的涵义能用金属键理论解释金属的物理性质能列举金属晶体的基本堆积模型了解金物理性质能列举金属晶体的基本堆积模型了解金属晶体性质的一般特点理解金属晶体的类型与性属晶体性质的一般特点理解金属晶体的类型与性质的关系质的关系、能说明离子键的形成，能根据离子化合物的、能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。知道离子化合物的热结构特征解释其物理性质。知道离子化合物的热稳定性与阴、阳离子的半径和电荷有关。稳定性与阴、阳离子的半径和电荷有关。 了解晶了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱体中离子键的强弱能说出分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶能说出分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构基元以及物理性质方面的主要区别体的结构基元以及物理性质方面的主要区别3第三章 晶体结构与性质第一节晶体的常识4 你知道固体有晶体和你知道固体有晶体和非晶体之分吗？能否非晶体之分吗？能否举例说明？举例说明？ 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体5胆胆矾矾明明矾矾晶晶体体冰冰糖糖晶晶体体水水晶晶6水晶石水晶石78祖祖 母母 绿绿9绿宝石10猫 眼 石 11紫水晶 12黄黄 水水 晶晶 黄黄 水水 晶晶 13NaCl晶体结构示意图：晶体结构示意图：Na+ Cl-14金刚石晶体金刚石晶体结构示意图结构示意图15干干冰冰晶晶体体结结构构16玻璃结构示意图玻璃结构示意图BOSiM17晶体晶体SiO2和非晶体和非晶体SiO2的投影示意图的投影示意图181、什么是晶体？什么是非晶体？、什么是晶体？什么是非晶体？ 定义：定义：晶体晶体具有规则几何外形的固体具有规则几何外形的固体 非晶体非晶体没有规则几何外形的固体没有规则几何外形的固体2、晶体有什么特点和性质？、晶体有什么特点和性质？特点和性质：特点和性质： （1） 晶体有自范性（晶体有自范性（几何几何外形和内部质点排外形和内部质点排 列的高度有序性，列的高度有序性，非晶体没有非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异非晶体不具有各向异性性） （3）晶体具有固定的熔点（）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定非晶体不具有固定的熔点的熔点）3、晶体和非晶体的本质区别是什么？、晶体和非晶体的本质区别是什么？19晶晶体体的的自自范范性性即即晶晶体体能能自自发发地地呈呈现现多多面面体外形的性质。体外形的性质。3、晶体与非晶体的本质区别在于、晶体与非晶体的本质区别在于构成固体的粒子在三维空间里是构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列否呈现周期性的有序排列204、晶体形成的途径：、晶体形成的途径：熔融态物质凝固熔融态物质凝固.气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华凝华).溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出.思考思考: :根据已有知识根据已有知识,举例说明如何举例说明如何制得晶体制得晶体?21思考与交流思考与交流: : 1.如何鉴别晶体和非晶体如何鉴别晶体和非晶体? （1）性质差异）性质差异如外形、硬度、熔点、折如外形、硬度、熔点、折光率光率（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行体进行X-射线衍射实验射线衍射实验。222 2、某某同同学学在在网网站站找找到到一一张张玻玻璃璃的的结结构构示示意意图图如如图所示，这张图说明玻璃是不是晶体图所示，这张图说明玻璃是不是晶体? ?为什么为什么? ?3 3、根根据据晶晶体体物物理理性性质质的的各各向向异异性性的的特特点点，人人们们很很容容易易识识别别用用玻玻璃璃仿仿造造的的假假宝宝石石。你你能能列列举举出出一一些些可能有效的方法鉴别假宝石吗可能有效的方法鉴别假宝石吗? ? 分组探讨分组探讨 23本节小结：本节小结：一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 1、定义：晶体、定义：晶体具有规则几何外形的固体具有规则几何外形的固体 非晶体非晶体没有规则几何外形的固体没有规则几何外形的固体2、特点和性质：、特点和性质： （1） 晶体有自范性晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点）晶体具有固定的熔点3、晶体与非晶体的本质区别在于、晶体与非晶体的本质区别在于构成固体的粒子构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列在三维空间里是否呈现周期性的有序排列5、晶体和非晶体的鉴别、晶体和非晶体的鉴别4、晶体形成的途径：、晶体形成的途径：241、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A、晶体一定比非晶体的熔点高、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序、晶体有自范性但排列无序 C、非晶体无自范性而且排列无序、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体、固体SiO2一定是晶体一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A、熔沸点、熔沸点 B、硬度、硬度 C、颜色、颜色 D、x-射线衍射实验射线衍射实验CD课堂练习课堂练习25二二晶胞晶胞1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞描述晶体结构的基本单元叫做晶胞蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而，晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而，蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。26晶胞一般是平行六面体，整块晶体晶胞一般是平行六面体，整块晶体可看作数量巨大的晶胞可看作数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置”而成（晶胞间无间隙，平行排列）而成（晶胞间无间隙，平行排列）27金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图28NaCl晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞思考与交流思考与交流: :上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是怎晶体的晶胞空间构形是怎样的？样的？ 29平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置30思考：思考： 铜晶胞含有铜晶胞含有4个铜原子，为什么不个铜原子，为什么不是是14个？个？ 2、晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算31晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算体心：体心：1面心面心:1/2顶点顶点:1/8棱边棱边:1/432晶 体 空 间 结 构Cl-Na+3334立方晶胞立方晶胞体心：体心：1面心：面心： 1/2棱边：棱边： 1/4顶点：顶点： 1/8小结小结: :晶胞对质点的占有率晶胞对质点的占有率35探究探究: : 下下图图依依次次是是金金属属钠钠(Na)(Na)、金金属属锌锌(Zn)(Zn)、碘碘(1(12 2) )、金金刚刚石石(C)(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子? ?钠、锌晶胞都是：钠、锌晶胞都是：81/8+1=281/8+1=2；碘：（碘：（81/8+61/281/8+61/2）2=82=8；金刚石：金刚石：81/8+61/2+4=881/8+61/2+4=8。36例例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，个镁原子，6个硼个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为A、MgBB、MgB2C、Mg2BD、Mg3B2典例分析典例分析37Mg原子的数目：原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：原子的数目：6故化学式可表示为故化学式可表示为Mg2B典例分析典例分析38立方晶胞立方晶胞体心：体心： 1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/8二二晶胞晶胞1、概念：描述晶体结构的基本单元、概念：描述晶体结构的基本单元 叫做晶胞叫做晶胞2、晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算393、如如图图所所示示晶晶体体中中每每个个阳阳离离子子A或或阴阴离离子子B，均均可可被被另另一一种种离离子子以以四四面面体体形形式式包包围围着着，则则该该晶晶体体对对应应的的化化学式为学式为AAB BA2B CAB3 DA2B3404、右面图形是石墨晶体的层面结构图，、右面图形是石墨晶体的层面结构图，试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的共价键数和碳原子数是分别：共价键数和碳原子数是分别：A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2 415、某离子晶体晶胞结构如右图所示，、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体位于立方体的顶点，的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个两个X与一个与一个Y形成的夹角形成的夹角 XYX的角度为：的角度为：A. 90 B. 60 C. 120 D. 10928426、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶晶胞胞)的结构的结构.请回答：请回答：(1)该化合物的化学式为该化合物的化学式为_.(2)在该化合物晶体中，与某个钛离在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共子距离最近且相等的其他钛离子共有有_个个.(3)设该化合物的相对分子质量为设该化合物的相对分子质量为M，密度为密度为 阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为的最短距离为_.CaTiO3643447、如如图图是是CsCl晶晶体体的的晶晶胞胞（晶晶体体中中最最小小的的重重复复单单元元）已已知知晶晶体体中中2个个最最近近的的Cs+核核间间距距离离为为acm，氯氯化化铯铯的相对分子质量为的相对分子质量为M，NA为阿佛加德为阿佛加德罗常数，则罗常数，则CsCl晶体的密度为晶体的密度为（单位：克（单位：克/cm3）A、8M/a3NA B、a3M/8NAC、M/a3NA D、a3M/NA45第三章 晶体结构与性质第二节分子晶体与原子晶体46交流交流讨论讨论 雪花、冰糖、食盐、水晶雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。请说明理由。47观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构48一、分子晶体一、分子晶体 构成晶体的粒子是分子，粒构成晶体的粒子是分子，粒子间以分子间作用力（范德华力，子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相互作用的晶体叫分子晶氢键）相互作用的晶体叫分子晶体。体。1 1、概念、概念49 （1 1）所有非金属氢化物：）所有非金属氢化物：H H2 2O O，H H2 2S S，NHNH3 3， CH CH4 4，HXHX（2 2）部分非金属单质）部分非金属单质: :X X2 2，O O2 2，H H2 2， S S8 8，P P4 4， C C6060 （3 3）部分非金属氧化物）部分非金属氧化物: : COCO2 2， SO SO2 2， NO NO2 2， P P4 4O O6 6， P P4 4O O1010（4 4）几乎所有的酸：）几乎所有的酸：H H2 2SOSO4 4，HNOHNO3 3，H H3 3POPO4 4（5 5）绝大多数有机物的晶体：）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖2、典型的分子晶体：、典型的分子晶体：50分子晶体有哪些物理特性，为什么？分子晶体有哪些物理特性，为什么？51(1)较低的熔点和沸点，易升华；较低的熔点和沸点，易升华；(2)较小的硬度；较小的硬度；(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。原因：分子间作用力较弱原因：分子间作用力较弱3、物理特性：、物理特性：52分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有12121212个个个个 ）氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞53分子的密堆积分子的密堆积（与（与COCO2 2分子距离最近的分子距离最近的COCO2 2分子共有分子共有1212个个 ）干冰的晶体结构图54冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方向性氢键具有方向性分子的非密堆积分子的非密堆积55 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分分子密堆积。子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有这类晶体每个分子周围一般有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2。4、晶体结构特征、晶体结构特征（1 1）密堆积）密堆积 有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性, ,使晶体使晶体中的空间利率不高中的空间利率不高, ,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. .这种晶体这种晶体不具有分子密堆积特征。不具有分子密堆积特征。如如：HF HF 、NH3NH3、冰（每、冰（每个水分子周围只有个水分子周围只有4 4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。（2 2）非密堆积）非密堆积56笼状化合物笼状化合物科学视野科学视野天然气水合物天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源577.7. 要数出一个要数出一个COCO2 2周围紧邻多少个周围紧邻多少个COCO2 2，可以，可以以教科书图以教科书图3-123-12中的任一顶点为体心在其周围中的任一顶点为体心在其周围“无隙并置无隙并置”八个八个COCO2 2晶胞，周围紧邻的晶胞，周围紧邻的COCO2 2分子分子数为数为1212个。个。 或利用晶胞进行数学计算：与任意顶点或利用晶胞进行数学计算：与任意顶点COCO2 2紧邻的紧邻的COCO2 2是该顶点所处面的面心，共有三个分是该顶点所处面的面心，共有三个分子。若以该顶点形成立方体，则需要八个与此子。若以该顶点形成立方体，则需要八个与此相同的晶胞，则由相同的晶胞，则由38=2438=24个紧邻个紧邻COCO2 2，但每一个，但每一个COCO2 2都属于两个晶胞，所以总数应为都属于两个晶胞，所以总数应为: : 242=12 242=12个。个。P72 P72 习题习题 7 758思考与交流思考与交流CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体晶体的熔沸点很高？的熔沸点很高？5918010928SiO共价键共价键二氧化硅晶体结构示意图二氧化硅晶体结构示意图6010928共价键金刚石的晶体结构示意图61二原子晶体（共价晶体）二原子晶体（共价晶体） 构成晶体的粒子是原子，所有的构成晶体的粒子是原子，所有的相邻原子间都以共价键相结合而形成相邻原子间都以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。空间立体网状结构的晶体。金金刚刚石石1 1、概念：、概念：62观察观察思考思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？晶体有何物理特性？632、原子晶体的物理特性、原子晶体的物理特性（1）熔点和沸点高；）熔点和沸点高；（2）硬度大；）硬度大；（3）一般不导电；）一般不导电；（4）且难溶于一些常见的溶剂。）且难溶于一些常见的溶剂。 在原子晶体中，由于原子间以较强的在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体有特殊的物理性质。构，所以原子晶体有特殊的物理性质。643 3、常见的原子晶体、常见的原子晶体（1）某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等（2）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体（3）某些氧化物：二氧化硅（ SiO）晶体、-Al2O365解释：结构相似的原子晶体，原子半径越解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原子半径依次增大，键长依次增大，键的强子半径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。即金刚石硅锗即金刚石硅锗学学与与问问1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？和锗的熔点和硬度依次下降？2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？这种说法对吗？为什么？66分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较 晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体结结构构粒子间的作用力粒子间的作用力性性质质硬度硬度溶、沸点溶、沸点导电导电溶解性溶解性构成晶体粒子构成晶体粒子分子分子原子原子分子间作用力分子间作用力共价键共价键结构、性质结构、性质较小较小较大较大较低较低很高很高固态和熔融状固态和熔融状态都不导电态都不导电不导电不导电相似相溶相似相溶难溶于常见溶剂难溶于常见溶剂67知识拓展比较石墨和金刚石晶体结构知识拓展比较石墨和金刚石晶体结构1.55101.5510-10-10m m石墨石墨金刚石金刚石68思考：（1 1）石墨为什么很软？）石墨为什么很软？（2 2）石墨的熔沸点为什么很高？）石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔点为什么高于金刚石？石墨的熔点为什么高于金刚石？（3）石墨属于哪类晶体？为什么）石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。容易滑动，所以石墨很软。它们都有很强的它们都有很强的C-CC-C共价键。在石墨共价键。在石墨中各层均为平面网状结构，碳原子中各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大之间存在很强的共价键（大键），键）， C-CC-C键长比金刚石的短，键的强度大，键长比金刚石的短，键的强度大，故其熔点金刚石高。故其熔点金刚石高。石墨为混合键型晶体。石墨为混合键型晶体。 熔点熔点（） 沸点沸点（）石墨石墨36524827金刚石金刚石 3550482769P72习题习题参考答案参考答案1.分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体2.分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体3.3.705.5.属于分子晶体的有：属于分子晶体的有：干冰、冰、硫磺、干冰、冰、硫磺、C60C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有气体的晶体、碘、白磷、苯甲酸、稀有气体的晶体、氧的晶体、氮的晶体；氧的晶体、氮的晶体；属于原子晶体的有：属于原子晶体的有：金刚石、石英、金刚砂金刚石、石英、金刚砂4. 4. 只认识到冰中含有共价键（即氢元素和只认识到冰中含有共价键（即氢元素和氧元素之间的共价键），而没有认识冰晶氧元素之间的共价键），而没有认识冰晶体中水分子与其他水分子之间的作用力是体中水分子与其他水分子之间的作用力是范德华力和氢键，不是化学键，所以误认范德华力和氢键，不是化学键，所以误认为冰是原子晶体。为冰是原子晶体。71第三章 晶体结构与性质第三节金属晶体72一一、金属共同的物理性质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。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属为什么具有这些共同性质呢金属为什么具有这些共同性质呢? ?二、金属的结构二、金属的结构问题：构成金属晶体的粒子有哪些？问题：构成金属晶体的粒子有哪些？73组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子1.“1.“电子气理论电子气理论”( (自由电子理论自由电子理论) )金属原子脱落来的价电子形成遍布整金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的个晶体的“电子气电子气”,”,被所有原子所共用，被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。从而把所有的原子维系在一起。742. 2.金属键金属键: : 这种金属原子间由于电子气产这种金属原子间由于电子气产生的作用生的作用.( .(在金属晶体中，金属阳离子和在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用自由电子之间的较强的相互作用) )在金属在金属晶体中。晶体中。 金属键强弱判断金属键强弱判断: :阳离子所带电荷多、阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。半径小金属键强，熔沸点高。3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键作用形成的单通过金属键作用形成的单质晶体质晶体75【讨论讨论1 1】 金属为什么易导电金属为什么易导电 ？ 在金属晶体中，存在着许多自由电在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下向的，但在外加电场的条件下自由电子自由电子就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所，因而形成电流，所以金属容易导电。以金属容易导电。三、金属晶体的结构与金属性质的内在三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系联系76【讨论【讨论2 2】金属为什么易导热金属为什么易导热？ 金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分度高的部分传到温度低的部分，从，从而使整块金属达到相同的温度。而使整块金属达到相同的温度。77【讨论【讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性？金属为什么具有较好的延展性？ 金属晶体中由于金属离子与自由电金属晶体中由于金属离子与自由电子间的子间的相互作用没有方向性相互作用没有方向性，各原子层之间，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。裂。 不同的金属在某些性质方面，如不同的金属在某些性质方面，如密度密度、硬硬度度、熔点熔点等又表现出很大差别。这与金属原等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。78金属的延展性金属的延展性自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子位错位错+ + + + + + +79资资料料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是- 汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是- 钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是- 锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是- 锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是- 铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是- 铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是- 铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是- 金金801 1、金属晶体的形成是因为晶体中存在、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ）A.A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互作用 D.D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用 C练习练习812 2金属能导电的原因是（金属能导电的原因是（ ）A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱相互作用较弱 B B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动下可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 C823 3、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（ ）A.A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子有阴离子B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共离子晶体中只含有离子键，不含有共价键价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键不含有其他化学键 B83 4 4、为什么碱金属单质的、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，熔沸点从上到下逐渐降低， 而卤素单质的熔沸点从而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？上到下却升高？84二二金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构思考：思考：1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？85金属晶体的原子平面堆积模型金属晶体的原子平面堆积模型 （a）非密置层（b）密置层哪种排列方式哪种排列方式圆球周围剩余圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？86简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型1 1金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积 晶胞的形状是什晶胞的形状是什么？含几个原子么？含几个原子？87体心立方堆积（体心立方堆积（ IA，VB，VIB）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型2 2金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型88三维堆积三维堆积四种方式四种方式 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成89123456第二层第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。位。(或对准或对准2，4，6位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密的堆积方式。90下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即即ABAB堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积。方紧密堆积。配位数配位数12。(同层同层6，上下层各，上下层各3)91六方密堆积六方密堆积92第三层的第三层的另一种排列另一种排列方式，是将球对准第一层方式，是将球对准第一层的的2，4，6位位，不同于不同于AB两层的位置，这是两层的位置，这是C层。层。12345612345612345693123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排第四层再排A，于是形，于是形成成ABCABC三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积。得到面心立方堆积。配位数配位数12。(同层同层6，上下层各上下层各3)94镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式95三、金属晶体的四种堆积模型对比三、金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型堆积模型典型代表典型代表空间利空间利用率用率配位数配位数晶胞晶胞简单立方简单立方钾型钾型( bcp )镁型镁型(hcp)铜型铜型(ccp)阅读课文阅读课文7979资料卡片，并填写下表资料卡片，并填写下表96金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积模型对比97石墨是层状结构的石墨是层状结构的混合型混合型晶体晶体 981 1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是下列有关金属元素特征的叙述中正确的是A A金金属属元元素素的的原原子子只只有有还还原原性性，离离子子只只有有氧氧化化性性B B金属元素在化合物中一定金属元素在化合物中一定显显正价正价C C金属元素在不同化合物中的化合价均不同金属元素在不同化合物中的化合价均不同D D金属金属单质的熔点总是高于分子晶体单质的熔点总是高于分子晶体能力训练能力训练992 2关关于于AA族族和和AA族族元元素素的的下下列列说说法法中中正正确确的的是是A A同一周期中，同一周期中，AA族族单质单质的熔点比的熔点比AA族的高族的高B B浓浓度度都都是是0.01molL0.01molL1 1时时，氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液的的pHpH比比氢氢氧化氧化钡钡的小的小C C氧化氧化钠钠的熔点比氧化的熔点比氧化镁镁的高的高D D加加热时热时碳酸碳酸钠钠比碳酸比碳酸镁镁易分解易分解1003 3有有A A、B B、C C三三种种元元素素。已已知知4gA4gA元元素素的的单单质质与与 水水 作作 用用 ， 标标 况况 下下 放放 出出 H H2 22.24L2.24L， 反反 应应 中中 有有1.204101.204102323个个电电子子发发生生转转移移。BB元元素素可可与与A A形形成成ABAB2 2型型的的离离子子化化合合物物，且且知知A A、B B的的离离子子具具有有相相同同的的核核外外电电子子排排布布。元元素素C C的的气气态态氢氢化化物物可可与与其其最最高高价价氧氧化化物物的的水水化化物物发发生生非非氧氧化化还还原原反反应应生生成成盐盐，1mol1mol该盐该盐含含4242个个电电子。据此填写下列空白：子。据此填写下列空白：（1 1）元元素素符符号号：A_A_，B_B_，C_C_。 （2 2）用用电电子子式式表表示示C C的的气气态态氢氢化化物物的的形形成成过过程程_；它它与与B B的的气气态态氢氢化化物物反反应应时时有有_现现 象象 发发 生生 ， 生生 成成 物物 的的 电电 子子 式式_，它属于，它属于_晶体。晶体。1014 4、某些金属晶体、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。间利用率。 1025 5、单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答：、单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答： 金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼熔点熔点(K)沸点沸点(K)硬度硬度(moh(moh) 3823 5100 10 10 1683 2628 7 70 0 2573 2823 9 95 5 (1)晶体硼的晶体晶体硼的晶体类类型属于型属于_晶体。晶体。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由已知晶体硼的基本结构单元是由B原子原子构成的正二十面体，其中有构成的正二十面体，其中有20个等边三角个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个一个B原子。通过观察图形及推算，可知此原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由结构单元是由_个个B原子构成，原子构成，其中其中BB键间的夹角是键间的夹角是_。 103第三章 晶体结构与性质第四节离子晶体104(1)1)离子键的形成离子键的形成Na (3sNa (3s1 1)- e)- e Na Na+ + (2s (2s2 22p2p6 6) )NaClNaClCl(3sCl(3s2 23p3p5 5) +e) +e Cl Cl- - (3s (3s2 23p3p6 6) )离子键离子键与与离子型化合物离子型化合物。正负离子由静电作用形成的化学键正负离子由静电作用形成的化学键105（2 2）影响离子键强度的因素）影响离子键强度的因素11离子电荷数的影响：离子电荷数的影响： 离子所带电荷多，离子键强离子所带电荷多，离子键强 。 22离子半径的影响：离子半径的影响： 离子半径大，离子间距大，作用力小；离子半径大，离子间距大，作用力小；相反，半径小，作用力大。相反，半径小，作用力大。106（3）常见的离子化合物）常见的离子化合物a. 活泼的金属与活泼的非金属形成的化活泼的金属与活泼的非金属形成的化合物合物b. 大多数金属氧化物大多数金属氧化物c. 含氧酸盐（包括铵盐）含氧酸盐（包括铵盐）d.大多数碱大多数碱107各种离子晶体108109110一、离子晶体一、离子晶体1、定义：阳离子和阴离子通过离子键结、定义：阳离子和阴离子通过离子键结合成的晶体合成的晶体2、构成微粒：阴阳离子、构成微粒：阴阳离子3、微粒间作用：离子键、微粒间作用：离子键4、离子晶体的物理性质、离子晶体的物理性质（1）硬度较大）硬度较大（2）熔、沸点较高）熔、沸点较高（3）固态时不导电，熔化状态才导电。）固态时不导电，熔化状态才导电。111112思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处于晶胞的什么位置？于晶胞的什么位置？顶点和面心是顶点和面心是钠钠离子离子棱上和体心是棱上和体心是氯氯离子离子晶晶体体的的微微观观结结构构NaClNaCl氯化钠晶体的堆积方式氯化钠晶体的堆积方式氯化钠晶体的堆积方式氯化钠晶体的堆积方式113Na+Cl-315624154236每个每个ClCl- 周围周围与之与之最接近最接近且且距离相等的距离相等的NaNa+共有共有 个。个。 6这几个这几个NaNa+在空间在空间构成的几何构型构成的几何构型为为 。正八面体正八面体NaCl晶体中离子的晶体中离子的配位数配位数114CsClCsCl晶体的结构晶体的结构115铯离子铯离子氯离子氯离子氯化铯晶体中氯化铯晶体中氯离子和铯离子氯离子和铯离子分别处于晶胞的分别处于晶胞的什么位置？什么位置？铯离子位于顶点，铯离子位于顶点，氯离子位于体心。氯离子位于体心。氯化铯晶体氯化铯晶体116CsClCsCl晶体中离子的配位数晶体中离子的配位数（1 1）每个晶胞含铯离子、）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数？氯离子的个数？（2）在氯化铯晶体中，每在氯化铯晶体中，每个个CsCs+ +周围与之最接近且距离周围与之最接近且距离相等的相等的ClCl- -共有共有 ；这几个；这几个ClCl- -在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 。（3 3）在每个）在每个ClCl- -周围距离相等且最近周围距离相等且最近的的CsCs+ +共有共有 ；这几个；这几个CsCs 在空间在空间构成的几何构型构成的几何构型 。 117NaCl，CsCl晶体中的配位数晶体中的配位数离子晶体离子晶体阴离子阴离子配位数配位数阳离子阳离子配位数配位数 NaCl CsCl6688118影响离子配位数的因素影响离子配位数的因素1.1.几何因素几何因素2.2.电荷因素电荷因素3.3.键性因素键性因素1191 1、几何因素、几何因素配位数与配位数与 r +/ r 之比相关：之比相关：0.225 0.414 4 配位配位 0.414 0.732 6 配位配位0.732 1.000 8 配位配位NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.9331202 2、电荷因素、电荷因素CaF2的晶胞的晶胞例：例：CaF2的晶体中，的晶体中，Ca2和和F的个数之比的个数之比_，电，电荷数之比荷数之比_，Ca2配位配位数是数是_，F的配位数是的配位数是_。由正负离子的电荷比影响由正负离子的电荷比影响离子晶体的配位数的因素，离子晶体的配位数的因素，称为电荷因素。称为电荷因素。1:22:184121CaFCa2配位数是配位数是_，F的配位数是的配位数是_。84图示为图示为CaF2晶胞的晶胞的1/8,观察点为上左前方观察点为上左前方晶胞上面心晶胞上面心122活动：归纳四类晶体的结构和性质 晶体类型晶体类型 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体构成粒子构成粒子 原子原子分子分子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子阳离子和阴离子阳离子和阴离子相互作用相互作用 共价键共价键范德华力范德华力 金属键金属键离子键离子键熔、沸点熔、沸点 高高低低一般较高、一般较高、部分较低部分较低熔点较高、沸点高熔点较高、沸点高硬度硬度高硬度高硬度硬度较小硬度较小 一般较高，一般较高，部分较低部分较低硬而脆硬而脆延展性延展性不良不良不良不良良好良好不良不良导电性导电性差差差差良好良好固态不导电熔化固态不导电熔化状态和溶液导电状态和溶液导电典型实例典型实例 金刚石、金刚石、SiO2冰、干冰、冰、干冰、碘等碘等N、F等等NaOH、NaCl123二二. .晶格能晶格能 气态离子形成气态离子形成1 1摩尔离子晶体释放的摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值。能量，通常取正值。124离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，晶格能越大，晶体越稳定，离子晶体的熔晶格能越大，晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大沸点越高，硬度越大125科学视野科学视野复杂离子晶体复杂离子晶体碳酸盐的热分解温度碳酸盐的热分解温度高低规律高低规律以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分解温度甚高，在此不予讨论）解温度甚高，在此不予讨论）热分解机理热分解机理126实验数据实验数据分析实验数据、结合分解机理可知分析实验数据、结合分解机理可知阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分解温度越高解温度越高127岩浆晶出规则与晶格能的关系岩浆晶出规则与晶格能的关系晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶128练习 1、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）、下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是（）2、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的、下列物质的晶体，按其熔点由低到高的排列顺序正确的是（）是（）ANC、SO2、CO2BNC、CO2、SO2CNC、MO、SO2DNC、SO2、MO3、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。、用离子的电荷和半径解释下列离子晶体熔点高低的顺序。（1）MOKC（2）MOSS（3）NFNCNBABCD晶体晶体硫化钾硫化钾干冰干冰金刚石金刚石碘碘组成晶体的微粒组成晶体的微粒阴阳离子阴阳离子分子分子原子原子分子分子晶体微粒间存在的作晶体微粒间存在的作用力用力离子键离子键共价键共价键共价键共价键范德华力范德华力BC1294.下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是A.NH4ClB.SiO2C.P4D.Na2SO4问题反思化学式能否表示分子，关键能判断该物质是否分子晶体1305.下列有关晶体的叙述中不正确的是()A.金刚石的网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+离子共有6个C.氯化铯晶体中,每个铯原子周围紧邻8个氯原子D.干冰晶体中,每个二氧化碳分子周围紧邻10个二氧化碳分子1316.关于晶体的下列说法正确的是关于晶体的下列说法正确的是A.在离子晶体中只要有阴离子就一定有阳在离子晶体中只要有阴离子就一定有阳离子离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔沸点一定比金属晶体的高原子晶体的熔沸点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低分子晶体的熔点一定比金属晶体的低132133