高三化学 完整版课件PPT

1、金属晶体高三化学第一章第二节三、原子晶体1.定义： 相邻原子通过共价键结合而形成空间网状结构的晶体，叫做原子晶体2.原子晶体的物理性质： 熔、沸点很高；硬度很大；难溶于水；一般不导电。3.常见原子晶体 金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）10928金刚石的晶体结构示意图共价键讨论： Si与C同属于第族，其对应氧化物的有些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体？熔点/状态（室温）CO2-56.2气态SiO21723固态10928Sio二氧化硅的晶体结构示意图共价键石墨及其晶体结构模型 其它类型 石墨和金刚石都是由碳原子形成的单质，但它们的性质却不相同，这是由

2、于它们的晶体结构不同的缘故。石墨晶体是层状结构（如上图），在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体石墨晶体的平面网状结构示意图 二氧化硅、金刚石与石墨结构性质对比二氧化硅金刚石石墨空间构型空间网状正四面体空间网状正六边形层状成键数Si成4个键O成2个键4个3个键角OSiO=10928SiOSi3550最高导电性不不导离子晶体、原子晶体、分子

3、晶体空间结构的比较 实例 硬度 熔沸点粒子间作用力 组成粒子分子晶体原子晶体 离子晶体阴、阳离子原子分子离子键共价键分子间作用力较高高较低略硬而脆大较小干冰金刚石NaCl1.几种晶体的组成、作用力及物理性质 导电性固体不导电，熔融或在水溶液中能导电不良不良物质F2Cl2Br2I2熔点/-90.4-70.45.2120物质金刚石碳化硅单质硅熔点/355027001410同类晶体熔点比较-56.63550801熔点/干冰金刚石氯化钠物质三种晶体熔点数据2.化学键和分子间作用力的比较：化学键分子间作用力 概念相邻原子或离子间的强烈作用力分子间的弱作用力能量大小性质影响化学性质、物理性质物理性质 熔沸

4、点高低取决的因素与规律离子晶体取决于离子键的强弱。组成相似时，半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。如NaClKCl原子晶体取决于成键原子的半径大小。原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石碳化硅晶体硅分子晶体取决于分子间作用力的大小。分子间作用力的大小与分子的极性和相对分子质量有关。分子量相同时，极性越大，熔沸点越高；组成结构相似时，分子量越大，熔沸点越高。3.同种晶体的熔沸点比较：学习目标1形成正确的金属晶体概念，并了解金属晶体的晶体模型及金属的共同性质、特点。2理解金属晶体的晶体结构与性质的关系。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。提问：金属有哪些共

5、同的物理性质？思考： 前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢?一、金属晶体1.金属的内部结构 金属原子外层电子较少，易失去电子变成金属阳离子； 金属阳离子按一定规律堆积； 释出的电子在整个晶体里运动，称为自由电子； 金属阳离子与自由电子之间存在较强的作用力（金属键），使许多金属阳离子结合在一起。金属键1.金属键金属离子与自由电子间较强的相互作用力.2.金属键的强弱(1)一般地金属的价电子数越多,离子所带的电荷越多,与自由电子间电性引力越大,金属键越强.(2)一般地金属原子半径越小,离子半径

6、 越小,与自由电子间电性引力越大,金属键越强.3.金属键的强弱影响金属晶体的性质一般地金属键越强,金属晶体的硬度越大,熔、沸点越高.某种金属晶体的结构示意图金属的内部结构示意图2.金属晶体的概念 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。 通常条件下，金属和合金是金属晶体。例外：汞（Hg）是液体，锗是原子晶体。注1：由金属形成的晶体通常是金属晶体，合金属也属于金属晶体。 二、金属晶体的结构与金属性质的内在联系 1金属晶体结构与金属导电性的关系 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向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流

7、，所以金属容易导电。 2金属晶体结构与金属的导热性的关系 金属容易导热，是由于自由电子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，从而使整块金属达到相同的温度。 3金属晶体结构与金属的延展性的关系 金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。金属晶体的结构与性质的关系导电性导热性延展性自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用金属离子和自由电子性质微粒三种化学键的比较离子键共价键金属键非极性键极性键本质成键条件表

8、示方式存在阴阳离子间通过静电作用形成相邻原子间通过共用电子对与原子核间的静电作用形成金属阳离子与自由电子间作用成键原子的得失电子能力差别很大（金属与非金属）成键原子得失电子能力相同（同种非金属）成键原子得失电子能力差别较小（不同非金属）同种金属或不同种金属（合金）Na+ Cl -H HH Cl离子化合物（离子晶体）单质H2,共价化合物H2O2,离子化合物Na2O2共价化合物HCl，离子化合物NaOH金属单质（金属晶体） 实例硬度熔沸点粒子间作用力组成粒子分子晶体原子晶体 离子晶体阴、阳离子原子分子离子键共价键分子间作用力较高高较低略硬而脆大较小干冰金刚石NaCl四种晶体的组成、作用力及物理性质

9、其他固体不导电，熔融或在水溶液中能导电不良不良金属晶体金属阳离子和自由电子铜、金金属键较高较大导电导热，延展性，有金属光泽问题讨论1： 为什么整块金属会具有金属光泽，而金属粉末常呈暗灰色或黑色？ 由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，但光线投射到金属表面时，自由电子吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，而有些有特殊颜色的金属是由于它们易吸收某些频率的光。 在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。问题讨论2： 在金属晶体中，金属离子与自由电子之间的作用力仅仅是静电吸引吗？ 不是，在金属晶体中，除了金属阳离子与自由电子之间因电荷异性而存在引力外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的斥力。金属阳离子与自由电子之间的作用力为引力和斥力的相对统一。1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（ ）A.金属离子间的相互作用B金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用C2金属能导电的原因是（ ）A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B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