3.3 金属晶体 离子晶体（精品学案）.docxVIP

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2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案）

第三章晶体结构与性质

第三节金属晶体与离子晶体

课程学习目标·学科核心素养

1.知道金属晶体、离子晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。

2.了解金属晶体、离子晶体的结构特点，并能根据晶体的一般物理性质做出判断，发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。

3.通过事实和数据对比，深化对不同类型微粒间相互作用模型的认识，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。

微点注解——名师引领·新知学习

一．金属键与金属晶体

1．金属键

(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。

(2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。

(3)金属键的强弱和对金属性质的影响

①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。

②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。

特别提醒金属键没有方向性和饱和性。

2．金属晶体

(1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。

(2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。

二．离子晶体

1．离子键及其影响因素

(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。

(2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。

特别提醒离子键没有方向性和饱和性。

2．离子晶体及其物理性质

(1)概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。

(2)离子晶体的性质

①熔、沸点较高，硬度较大。

②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。

③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。

3．常见离子晶体的结构

(1)NaCl晶胞

NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：

①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。

②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。

③若晶胞参数为apm，则氯化钠晶体的密度为eq\f(234,NA·a3×10－30)g·cm－3。

(2)CsCl晶胞

CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：

①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有6个，构成正八面体。

②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有1个，Cl－有1个。

③若晶胞参数为apm，则氯化铯晶体的密度为eq\f(168.5,NA·a3×10－30)g·cm－3。

三．过渡晶体与混合型晶体

1．过渡晶体

(1)四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。

(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。

(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O、MgO；作为共价晶体处理的是Al2O3、SiO2；作为分子晶体处理的是P2O5、SO3、Cl2O7。

2．混合型晶体——石墨

(1)结构特点——层状结构

①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。

②层与层之间以范德华力相结合。

(2)晶体类型

石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体。

(3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。

四．晶体类型的比较

1．四种晶体的比较

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

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