高中化学选修三3-3(2)

1、第三节第三节 金属晶体金属晶体第第二二课时课时 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有阴任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子离子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，不含有共价键离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D D. .分子晶体中只存在分子间作用力，不含有分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键其他化学键B课课前前练习练习知识回顾：知识回顾：三种晶体类型与性质的比较三种晶体类型与性质的比较共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键原子原子分子分子金属阳离子和金属阳离子和自由电子自由电

2、子很高很高很低很低差别较大差别较大很大很大很小很小差差别较大别较大无（硅为半导体）无（硅为半导体）无无导体导体堆积原理：堆积原理：组成晶体的金属原子在没有其他因素组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都遵循影响时，在空间的排列大都遵循紧密堆积紧密堆积原理。这原理。这是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。二、金属晶体的原子堆积模型二、金属晶体的原子堆积模型紧密堆积：

3、紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。接近，使它们占有最小的空间。空间利用率：空间利用率：晶体的空间被粒子占据的百分数。用来表晶体的空间被粒子占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。示紧密堆积的程度。配位数：配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且在密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子的数目。相等的原子或离子的数目。1、金属原子在平面金属原子在平面上（即二维空间里）上（即二维空间里）有几种有几种排列方式？排列方式？金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型 （a a）非密置层）非密置层（b b

4、）密置层）密置层思考：思考：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？I I 型型II II 型型配位数配位数=4配位数配位数=6密置层密置层非密置层非密置层12341234561 1、金属晶体的原子在二维平面的堆积模型、金属晶体的原子在二维平面的堆积模型 金属晶体可以看成金属原子在三维空间金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成。中堆积而成。将金属原子在将金属原子在三维空间里堆积三维空间里堆积起来，起来，有几有几种种不同的堆积不同的堆积方式？请比较不同方式堆积时金属晶体的方式？请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。配位数、原子的

5、空间利用率、晶胞的区别。思考与交流思考与交流简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）2 2、金属晶体原子在三维空间的堆积模型、金属晶体原子在三维空间的堆积模型简单立方堆积简单立方堆积配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：（1 1）非密置层在三维空间堆积）非密置层在三维空间堆积非最紧密堆积，空间利用率低（非最紧密堆积，空间利用率低（ ）配位数是配位数是 个个62 2、金属晶体原子在三维空间的堆积模型、金属晶体原子在三维空间的堆积模型简单立方堆积：简单立方堆积：Po 每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：1 152% 体心立方堆积体心立方堆积（ IA，VB，VIB）2 2、金属晶体原子在三维空间的堆

6、积模型、金属晶体原子在三维空间的堆积模型体心立方堆积体心立方堆积配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：体心立方堆积体心立方堆积-钾型钾型这种堆积属于非密置层堆积，配这种堆积属于非密置层堆积，配位数为位数为 ，晶胞是一个体心立，晶胞是一个体心立方，每个晶胞含方，每个晶胞含 个原子，空个原子，空间利用率也不高（间利用率也不高（ ），），如如碱金属、碱金属、Fe等等采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。2868%（ IA，VB，VIB）123456123456AB， 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对准1，3，5 位。位。 ( 或对准或对准 2，4

7、，6 位，其情形位，其情形是一样的是一样的 ) 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。可以有两种最紧密的堆积方式。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镁型镁型和和铜型铜型镁型镁型铜型铜型（2 2）密置层在三维空间堆积）密置层在三维空间堆积 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 第一种是将第三层的球对第一种是将第三层的球对准第一层的球。准第一层的球。123456 于是于是每两层每两层形成一个周期，形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成堆积方式，形成六方紧密堆积六方紧密堆积。

8、 配位数配位数 。 ( ( 同层同层 ，上下层各上下层各 ) )1212 6 63 3六方最密堆积六方最密堆积-镁型镁型（Be Mg B B BBe Mg B B B） 六方最密堆积（镁型）六方最密堆积（镁型） 六方最密堆积（镁型）六方最密堆积（镁型） 每两层形成一个每两层形成一个周期，即周期，即 AB AB 堆积方式，形成六堆积方式，形成六方方最最密堆积密堆积。 六方最密堆积六方最密堆积1200配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：121274%74%2 2 第二种是将第三层的球第二种是将第三层的球对准第一层的对准第一层的 2 2，4 4，6 6 位位，

9、不同于不同于 AB 两层的两层的位置位置，这是这是 C 层。层。123456123456123456 面心立方最密堆积面心立方最密堆积-铜型铜型（B Pb Pd Pt ）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 A，于是于是形成形成ABCABC、ABC ABC 三层一三层一个周期。得到面心立方个周期。得到面心立方最密最密堆积堆积。 配位数配位数 。( ( 同层同层 ，上下层各上下层各 ) ) 12126 6 3 3123456 面心立方面心立方 （铜型）（铜型） 立方面心方最密堆积（铜型）立方面心方最密堆积（铜型）ABC 三层一个周期。三层一个周

10、期。 得到面心立方堆积得到面心立方堆积。123456面心立方最密堆积面心立方最密堆积BCA配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：121274%74%4 4面心立方面心立方最密堆积最密堆积金属晶体四种堆积模型对比金属晶体四种堆积模型对比简单立简单立方堆积方堆积体心立方体心立方密堆积密堆积六方最六方最密堆积密堆积面心立方面心立方六方六方体心立方体心立方简单立方简单立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、Fe阅读课文阅读课文7979资料卡片资料卡片，并填写下表，并填写下表 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁一种结晶形碳，有

11、天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色指成灰黑色，有金属光泽。六方晶系，成叶有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm2.25g/cm3 3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩用作润滑剂，并用于制造坩埚埚、电极、铅笔、电极、铅笔芯等。芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石墨晶体结构石墨晶体结构 1、 石墨是层状结构的晶体。石墨是层状结构的

12、晶体。在层内，每个在层内，每个C以以SP2杂化杂化与与3个个C形成形成C-C键，构成正六边形，层内存在共键，构成正六边形，层内存在共价键，层间以分子间作用力结合。所以石墨熔点价键，层间以分子间作用力结合。所以石墨熔点很高，硬度很小很高，硬度很小。 2、石墨晶体不是原子晶体。石墨晶体不是原子晶体。石墨晶体中，既有共价键，石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。一种晶体，是一种混合晶体。3、石墨晶体中石墨晶体中C原子数与原子数与C-C数目之比为数目之比为2:3 4、金刚石、石墨是碳元素的两

13、种同素异形体，金刚石、石墨是碳元素的两种同素异形体，在一定条件下二者可互相转化：在一定条件下二者可互相转化：石墨（石墨（s） 金刚石（金刚石（s）；正反应为吸热反应，）；正反应为吸热反应，稳定性：石墨稳定性：石墨 金刚石。金刚石。 5、金刚石晶体与石墨晶体中的碳碳键长：金刚石晶体与石墨晶体中的碳碳键长： 石墨石墨 金刚石金刚石思考与交流：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（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 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。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大存在很强的共价键（大键）键），故熔沸点，故熔沸点很高。很高。石墨为混合型晶体石墨为混合型晶体。4 4、为什么固态非金属一般不导电（如金刚石）为什么固态非金属一般不导电（如金刚石）而石墨可导电？有何用途？而