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---②晶體為立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。③原子晶體中不存在單個分子。如SiO2代表硅原子和氧原子個數(shù)比為1:2,并不代表分子。(5)金剛石、SiO2的晶體結(jié)構(gòu)模型:①金剛石:金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型在金剛石晶體里,每個碳原子都被相鄰的4個碳原子包圍,以共價鍵跟這4個碳原子結(jié)合,形成正四面體,被包圍的碳原子處于正四面體的中心。這些正四面體結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展,構(gòu)成一個堅實的、彼此聯(lián)接的空間網(wǎng)狀晶體(如上圖)。最小的碳環(huán)上有6個碳原子。②SiO2晶體在SiO2晶體中,1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵,每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子;同時,每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合(硅為四價,氧為二價)。實際上,SiO2晶體由Si原子和O原子按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體(如下圖)。最小的環(huán)上有12個原子。二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)模型(6)物理性質(zhì)①一般具很高的熔點和沸點:原子晶體中原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,晶體熔沸點就越高。②難溶于水。③硬度大:共價鍵作用強。(7)常見原子晶體:某些非金屬單質(zhì);如:晶體硼、晶體Si和晶體Ge、金剛石等。某些非金屬化合物;如金剛砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)等。某些氧化物,如氧化鋁(Al2O3)等。3、石墨晶體(1)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi),碳原子排列成六邊形,一個個六邊形排列成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每一個碳原子都跟其他三個碳原子相結(jié)合,層與層之間以分子間作用力相結(jié)合。(2)石墨晶體不是原子晶體,而是原子晶體與分子晶體之間的一種過渡型晶體。(3)石墨的物理性質(zhì)由于石墨結(jié)構(gòu)的特殊性,它的物理性質(zhì)為熔點很高,有良好的導電性,還可作潤滑劑。第三節(jié)金屬晶體【知識點梳理】1、金屬晶體的形成由于金屬原子的價電子比較少,容易失去價電子成為金屬離子(帶電荷的金屬原子)。這些釋出來的價電子稱為自由電子。自由電子不專屬于某個特定的金屬離子,而為整個金屬晶體所共有,它們在整個晶體里自由地運動著,形成了自由電子的“海洋”。釋出價電子后的金屬離子就沉浸在這種“海洋”中(抵消了金屬離子之間的斥力)。這種自由電子跟金屬離子之間較強烈的相互作用稱為金屬鍵,金屬鍵使許多金屬離子按一定規(guī)律排列形成金屬晶體.金屬晶體中存在金屬離子和自由電子,不存在分子。2、“電子氣理論”與金屬的物理通性“電子氣理論”是描述金屬鍵本質(zhì)的最簡單理論。其內(nèi)涵是:金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子所公用,金屬鍵就是將所有原子維系在一起的這種金屬脫落價電子后形成的離子與“價電子氣”之間的強烈相互作用。用“電子氣理論”可以解釋金屬的延展性、導電導熱性等物理性質(zhì)。(1)延展性:當金屬受到外力作用時,晶體中各原子層就會發(fā)生相對滑動,但不會改變原來的排列方式,而且彌漫在金屬原子間的“電子氣”可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用,因而金屬都有良好的延展性。(2)導電性:金屬內(nèi)部的原子之間的“電子氣”的流動是無方向性的,在外加電場的作用下,“電子氣”在電場中定向移動形成電流。(3)導熱性:金屬熱導率隨溫度的升高而降低,是由于“電子氣”中的自由電子在受熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞的緣故。3、金屬的拓展知識(1)超導體——一類急待開發(fā)的材料一般說來,金屬是電的良好導體(汞的很差)。1911年荷蘭物理學家H?昂內(nèi)斯在研究低溫條件下汞的導電性能時,發(fā)現(xiàn)當溫度降到約4K(即-269℃)時汞的電阻“奇異”般地降為零,表現(xiàn)出超導電性。后又發(fā)現(xiàn)還有幾種金屬也有這種性質(zhì),人們將具有超導性的物質(zhì)叫做超導體。(2)合金兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì),叫做合金,合金屬于混合物,對應的固體為金屬晶體。合金的特點:仍保留金屬的化學性質(zhì),但物理性質(zhì)改變很大;熔點比各成份金屬的都低;③強度、硬度比成分金屬大;④有的抗腐蝕能力強;⑤導電性比成分金屬差。(3)金屬的物理性質(zhì)由于金屬晶體中存在大量的自由電子和金屬離子(或原子)排列很
緊密,使金屬具有很多共同的性質(zhì)。1)狀態(tài):通常情況下,除Hg外都是固體。2)金屬光澤:多數(shù)金屬具有光澤。但除Mg、Al、Cu、Au在粉末狀態(tài)有光澤外,其他金屬在塊狀時才表現(xiàn)出來。3)易導電、導熱:由于金屬晶體中自由電子的運動,使金屬易導電、導熱。4)延展性5)熔點及硬度:由金屬晶體中金屬離子跟自由電子間的作用強弱決定。金屬除有共同的物理性質(zhì)外,還具有各自的特性。①顏色:絕大多數(shù)金屬都是銀白色,有少數(shù)金屬具有顏色。如Au金黃色Cu紫紅色Cs銀白略帶金色。②密度:與原子半徑、原子相對質(zhì)量、晶體質(zhì)點排列的緊密程度有關(guān)。最重的為鋨(Os)鉑(Pt)最輕的為鋰(Li)。熔點:最高的為鎢(W),最低的為汞(Hg),Cs為28.4℃,Ca為30℃。硬度:最硬的金屬為鉻(Cr),最軟的金屬為鉀(K),鈉(Na),銫(Cs)等,可用小刀切割。導電性:導電性能強的為銀(Ag),金(Au),銅(Cu)等。導電性能差的為汞(Hg)。⑥延展性:延展性最好的為金(Au),鋁(Al)。4、晶體結(jié)構(gòu)的密堆積原理所謂密堆積原理是指在由無方向性的金屬鍵、離子鍵和分子間作用力等結(jié)合的晶體中,原子、離子或分子等微粒總是趨向于相互配位數(shù)高、能充分利用空間的堆積密度大的哪些結(jié)構(gòu)。密堆積方式由于充分利用空間,從而可使體系的勢能盡可能降低,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由此可以得出,在金屬晶體的四種堆積模型中,空間利用率越高,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。5、金屬晶體的原子堆積模型對比堆積模型采用這種堆積的典型代表空間利用率堆積模型采用這種堆積的典型代表空間利用率簡單立Po52%非方堆積密置層體心立Na、K、Fe、68%方堆積Cr、W配位數(shù)晶胞(結(jié)構(gòu)示意圖)六方堆積Mg、Zn、Ti、Be、Co、Ni74%12密置層面心立方堆積Cu、Ag、Au、Ca、Pb、Al74%12第四節(jié)離子晶體【知識點梳理】1、離子晶體(1)概念:陰陽離子以離子鍵結(jié)合的晶體叫做離子晶體(2)構(gòu)成微粒:陰陽離子(3)微粒間的作用:離子鍵(4)離子晶體的性質(zhì):根據(jù)晶格能的大小,可以說明離子晶體的一般性質(zhì)。①熔點、沸點較高,而且隨著離子電荷的增加,核間距的縮短,晶格能增大,熔、沸點升高。②一般易溶于水,而難溶于非極性溶劑。因為極性溶劑水能有效地減弱正、負離子間的作用力。③熔融態(tài)或水溶液中能導電。④延展性差。應該指出,離子晶體的性質(zhì)還與離子間的極化有關(guān)。離子極化程度增強,導致晶體的水溶性減小,顏色加深,熱穩(wěn)定性下降,熔點下降等。2、晶格能(1)定義:氣態(tài)離子形成lmol離子晶體釋放的能量,通常取正值。(2)規(guī)律:①與陰、陽離子所帶的電荷成正比,與陰、陽離子間的距離成反比;②主要影響離子晶體的物理性質(zhì),晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔點越高,硬度越大。(3)巖漿晶析出的規(guī)則:晶格能高的晶體,熔點較高,在巖漿冷卻過程中先結(jié)晶析出。3、離子晶體的配位數(shù)由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體,稱為離子晶體。在離子晶體中陰陽離子之間形成離子鍵時,都有固定的的配位數(shù)。配位數(shù)是指一個離子周圍鄰近的異電性離子的數(shù)目,其影響因素:①正、負離子半徑比的大小;②與陰、陽離子所帶的電荷數(shù)成正比,比如CaF2中Ca2+的配位數(shù)為“8”,F(xiàn)-的配位數(shù)為“4”。4、常見離子晶體(1)氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)NaCl為離子晶體,由Na+、Cl-構(gòu)成,晶體中,每個Na+同時吸引著6個Cl-,每個Cl-也同時吸引著6個Na
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