1、金屬晶體高三化學(xué)第一章第二節(jié)三、原子晶體1.定義： 相鄰原子通過共價鍵結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，叫做原子晶體2.原子晶體的物理性質(zhì)： 熔、沸點(diǎn)很高；硬度很大；難溶于水；一般不導(dǎo)電。3.常見原子晶體 金剛石、金剛砂（SiC）、晶體硅、石英（SiO2）10928金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價鍵討論： Si與C同屬于第族，其對應(yīng)氧化物的有些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體？熔點(diǎn)/狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)10928Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價鍵石墨及其晶體結(jié)構(gòu)模型 其它類型 石墨和金剛石都是由碳原子形成的單質(zhì)，但它們的性質(zhì)卻不相同，這是由

2、于它們的晶體結(jié)構(gòu)不同的緣故。石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)（如上圖），在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個碳原子都與其他3個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在層與層之間，是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強(qiáng)的共價鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高。但由于層與層間的分子間作用力較弱，容易滑動，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為過渡型晶體或混合型晶體石墨晶體的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖 二氧化硅、金剛石與石墨結(jié)構(gòu)性質(zhì)對比二氧化硅金剛石石墨空間構(gòu)型空間網(wǎng)狀正四面體空間網(wǎng)狀正六邊形層狀成鍵數(shù)Si成4個鍵O成2個鍵4個3個鍵角OSiO=10928SiOSi3550最高導(dǎo)電性不不導(dǎo)離子晶體、原子晶體、分子

3、晶體空間結(jié)構(gòu)的比較 實(shí)例 硬度 熔沸點(diǎn)粒子間作用力 組成粒子分子晶體原子晶體 離子晶體陰、陽離子原子分子離子鍵共價鍵分子間作用力較高高較低略硬而脆大較小干冰金剛石NaCl1.幾種晶體的組成、作用力及物理性質(zhì) 導(dǎo)電性固體不導(dǎo)電，熔融或在水溶液中能導(dǎo)電不良不良物質(zhì)F2Cl2Br2I2熔點(diǎn)/-90.4-70.45.2120物質(zhì)金剛石碳化硅單質(zhì)硅熔點(diǎn)/355027001410同類晶體熔點(diǎn)比較-56.63550801熔點(diǎn)/干冰金剛石氯化鈉物質(zhì)三種晶體熔點(diǎn)數(shù)據(jù)2.化學(xué)鍵和分子間作用力的比較：化學(xué)鍵分子間作用力 概念相鄰原子或離子間的強(qiáng)烈作用力分子間的弱作用力能量大小性質(zhì)影響化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)物理性質(zhì) 熔沸

4、點(diǎn)高低取決的因素與規(guī)律離子晶體取決于離子鍵的強(qiáng)弱。組成相似時，半徑越小，離子所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。如NaClKCl原子晶體取決于成鍵原子的半徑大小。原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高。如金剛石碳化硅晶體硅分子晶體取決于分子間作用力的大小。分子間作用力的大小與分子的極性和相對分子質(zhì)量有關(guān)。分子量相同時，極性越大，熔沸點(diǎn)越高；組成結(jié)構(gòu)相似時，分子量越大，熔沸點(diǎn)越高。3.同種晶體的熔沸點(diǎn)比較：學(xué)習(xí)目標(biāo)1形成正確的金屬晶體概念，并了解金屬晶體的晶體模型及金屬的共同性質(zhì)、特點(diǎn)。2理解金屬晶體的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。提問：金屬有哪些共

5、同的物理性質(zhì)？思考： 前面我們知道離子晶體、分子晶體、原子晶體有著不同的物理性質(zhì)特點(diǎn)，且分別由它們的晶體結(jié)構(gòu)所決定，那么金屬的這些共同性質(zhì)是否也是由金屬的結(jié)構(gòu)所決定呢?一、金屬晶體1.金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 金屬原子外層電子較少，易失去電子變成金屬陽離子； 金屬陽離子按一定規(guī)律堆積； 釋出的電子在整個晶體里運(yùn)動，稱為自由電子； 金屬陽離子與自由電子之間存在較強(qiáng)的作用力（金屬鍵），使許多金屬陽離子結(jié)合在一起。金屬鍵1.金屬鍵金屬離子與自由電子間較強(qiáng)的相互作用力.2.金屬鍵的強(qiáng)弱(1)一般地金屬的價電子數(shù)越多,離子所帶的電荷越多,與自由電子間電性引力越大,金屬鍵越強(qiáng).(2)一般地金屬原子半徑越小,離子半徑

6、 越小,與自由電子間電性引力越大,金屬鍵越強(qiáng).3.金屬鍵的強(qiáng)弱影響金屬晶體的性質(zhì)一般地金屬鍵越強(qiáng),金屬晶體的硬度越大,熔、沸點(diǎn)越高.某種金屬晶體的結(jié)構(gòu)示意圖金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2.金屬晶體的概念 通過金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的單質(zhì)晶體，叫做金屬晶體。 通常條件下，金屬和合金是金屬晶體。例外：汞（Hg）是液體，鍺是原子晶體。注1：由金屬形成的晶體通常是金屬晶體，合金屬也屬于金屬晶體。 二、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系 1金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運(yùn)動，因而形成電流

7、，所以金屬容易導(dǎo)電。 2金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的導(dǎo)熱性的關(guān)系 金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動時與金屬離子碰撞，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。 3金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的延展性的關(guān)系 金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性自由電子在外加電場的作用下發(fā)生定向移動自由電子與金屬離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層相對滑動仍保持相互作用金屬離子和自由電子性質(zhì)微粒三種化學(xué)鍵的比較離子鍵共價鍵金屬鍵非極性鍵極性鍵本質(zhì)成鍵條件表

8、示方式存在陰陽離子間通過靜電作用形成相鄰原子間通過共用電子對與原子核間的靜電作用形成金屬陽離子與自由電子間作用成鍵原子的得失電子能力差別很大（金屬與非金屬）成鍵原子得失電子能力相同（同種非金屬）成鍵原子得失電子能力差別較?。ú煌墙饘伲┩N金屬或不同種金屬（合金）Na+ Cl -H HH Cl離子化合物（離子晶體）單質(zhì)H2,共價化合物H2O2,離子化合物Na2O2共價化合物HCl，離子化合物NaOH金屬單質(zhì)（金屬晶體） 實(shí)例硬度熔沸點(diǎn)粒子間作用力組成粒子分子晶體原子晶體 離子晶體陰、陽離子原子分子離子鍵共價鍵分子間作用力較高高較低略硬而脆大較小干冰金剛石NaCl四種晶體的組成、作用力及物理性質(zhì)

9、其他固體不導(dǎo)電，熔融或在水溶液中能導(dǎo)電不良不良金屬晶體金屬陽離子和自由電子銅、金金屬鍵較高較大導(dǎo)電導(dǎo)熱，延展性，有金屬光澤問題討論1： 為什么整塊金屬會具有金屬光澤，而金屬粉末常呈暗灰色或黑色？ 由于金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，內(nèi)部存在自由電子，但光線投射到金屬表面時，自由電子吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使得絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色以至銀白色光澤，而有些有特殊顏色的金屬是由于它們易吸收某些頻率的光。 在粉末狀態(tài)時，金屬的晶面取向雜亂，晶格排列得不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以為黑色。問題討論2： 在金屬晶體中，金屬離子與自由電子之間的作用力僅僅是靜電吸引嗎？ 不是，在金屬晶體中，除了金屬陽離子與自由電子之間因電荷異性而存在引力外，還有電子與電子、原子核與原子核之間的斥力。金屬陽離子與自由電子之間的作用力為引力和斥力的相對統(tǒng)一。1.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（ ）A.金屬離子間的相互作用B金屬原子間的相互作用 C.金屬離子與自由電子間的相互作用 D.金屬原子與自由電子間的相互作用C2金屬能導(dǎo)電的原因是（ ）A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱 B金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動