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1、第三節(jié) 金屬晶體,分子晶體中一定有共價鍵嗎？分子晶體熔化時破壞共價鍵嗎？ 提示不一定，如稀有氣體晶體中只有分子間作用力而無化學鍵。分子晶體熔化時只破壞分子間用力，不破壞共價鍵。 含有共價鍵的晶體叫做原子晶體，這種說法對嗎？為什么？ 提示不對，如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價鍵相結合形成空間網狀結構的晶體才是原子晶體。,1,2,1知道金屬鍵的含義。 2能用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質。 3能列舉金屬晶體的基本堆積模型。 4了解金屬晶體性質的一般特點。 5理解金屬
2、晶體的類型與性質的關系。,金屬鍵的定義 在金屬晶體內部，金屬原子脫落下來的_______形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。這種作用稱為金屬鍵。 金屬鍵的本質“電子氣”理論,1.,2,價電子,金屬鍵的作用 金屬晶體硬度的大小，熔沸點的高低與金屬鍵的強弱有關。金屬鍵越強，金屬晶體的熔沸點越____，硬度越___。 影響金屬鍵的因素 金屬元素原子半徑越___，單位體積內自由移動電子數目越___，金屬鍵越強。,3,4,高,大,小,多,二維空間模型 金屬原子的二維平面放置有_________和_______兩種，其配位數分別為___、___。 三維空間模型 (
3、1)簡單立方堆積 相鄰非密置層原子的原子核在一條直線上堆積，形成的晶胞是一個_______，每個晶胞含___個原子。這種堆積方式空間利用率低。只有金屬___是這種堆積方式。 (2)體心立方堆積 它是另一種非密置層堆積方式，將上層金屬填入下層金屬,1.,2,非密置層,密置層,4,6,立方體,1,釙,原子形成的凹穴中。這種堆積方式比_____________空間利用率高。如_______就是這種堆積方式。 (3)六方最密堆積 它屬于_______原子按體心立方堆積方式堆積。 方式為__________。配位數為____，空間利用率約為 _____。 (4)面心立方最密堆積 它屬于密置層原子按體心立
4、方堆積的另一種堆積方式。 方式為______________,簡單立方堆積,堿金屬,密置層,ABABAB,12,74%,ABCABCABC,試分析比較金屬鍵和共價鍵、離子鍵的異同點。 提示相同點：三種化學鍵都是微粒間的電性作用。 不同點：共價鍵是相鄰兩原子間的共用電子對，離子鍵是原子得失電子，形成陰、陽離子，陰、陽離子間產生靜電作用。金屬鍵是金屬離子與自由電子的靜電作用，金屬離子之間的電性斥力的綜合作用。,【慎思1】,(1)金屬晶體都是純凈物嗎？ (2)金屬導電與電解質溶液導電有什么區(qū)別？ 提示(1)金屬晶體包括金屬單質及其合金。 (2)金屬導電一般為物理變化，僅僅是自由電子的定向移動，而電解
5、質溶液導電的過程就是其被電解的過程，是化學變化。,【慎思2】,金屬晶體采用密堆積的原因是什么？ 提示由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，金屬原子能從各個方向互相靠近，從而導致金屬晶體最常見的結構形式是堆積密度大，原子配位數高，能充分利用空間。,【慎思3】,金屬原子在二維平面中放置有兩種方式(如圖)，這兩種方式分別叫什么？ 金屬原子排列在平面上有兩種放置方式 提示非密置層(左)和密置層(右)。,【慎思4】,金屬元素原子半徑越小，單位體積內自由移動電子數目越大，金屬鍵越強。金屬單質硬度的大小，熔、沸點的高低與金屬鍵的強弱有關。金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，硬度越大。 一般來說，金屬的原子半徑越小
6、，價電子數越多，則金屬鍵越強。如對Na、Mg、Al而言，由于價電子數：AlMgNa，原子半徑：NaMgAl，故金屬鍵由強到弱為：AlMgNa，故熔點：NaMgAl(97.81 645 660.4 )，硬度：NaMgAl。,1,2,又如A族中，Li、Na、K、Rb、Cs的價電子數均為1，但原子半徑從Li至Cs依次遞增，故其熔點依次遞減(180.5 97.81 63.65 38.89 28.40 )。,金屬鍵越強，金屬的硬度越大，熔、沸點越高，且據研究表明，一般來說，金屬原子半徑越小，價電子數目越多，則金屬鍵越強，由此判斷下列說法錯誤的是()。 A鎂的硬度小于鋁 B鎂的熔、沸點低于鈣 C鎂的硬度大
7、于鉀 D鈣的熔、沸點高于鉀,【例1】,解析 答案B,本題考查金屬鍵強弱的判斷，解題的關鍵是明確金屬鍵的強弱與金屬物理性質的關系。一般情況下(同類型的金屬晶體)，金屬晶體的熔點由金屬陽離子的半徑、所帶的電荷數共同決定。,下列物質的熔、沸點依次升高的是 ()。 ANa、Mg、Al BNa、Rb、Cs CMg、Na、K D鋁、硅鋁合金、單晶硅 解析金屬鍵的強弱與原子半徑及價電子數有關，原子半徑越小，價電子數越多，金屬鍵越強，A、B、C中只有A組熔點依次升高；合金的熔點應比單組分都低，D錯。故選A。 答案A,【體驗1】,有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關說法正確的是 ()。 A為簡單
8、立方堆積，為鎂型，為鉀型，為銅型 B每個晶胞含有的原子數分別為：1個，2個，2 個，4個 C晶胞中原子的配位數分別為：6，8，8，12 D空間利用率的大小關系為：,【例2】,答案B,已知銅的晶胞結構如圖所示，則在銅的晶胞中所含銅原子數及配位數分別為 ()。 A14、6B14、8 C4、8 D4、12 答案D,【體驗2】,實驗探究八石墨晶體的結構 結構 石墨晶體中每個碳原子采取sp2雜化，形成三個sp2雜化軌道，分別與相鄰的三個碳原子的sp2雜化軌道重疊形成鍵。六個碳原子在同一平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展形成無限的平面網狀結構。這里CC鍵的鍵長為0.142 nm，鍵角為120；每個碳
9、原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未雜化的2p軌道，并含有一個未成對電子，這些2p軌道互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構成的平面，形,【探究原理】,1,成遍及整個平面的大鍵。這些網絡狀的平面結構以范德華力結合形成層狀的結構，層與層之間的距離為0.335 nm，如圖所示。 因此，石墨晶體不是原子晶體，也不是分子晶體，而是混合鍵型晶體。,晶體微粒間的作用 碳原子間有共價鍵，層與層間有范德華力。 性質 (1)導電性、導熱性：石墨晶體中，形成大鍵的電子可以在整個原子平面上活動，比較自由，相當于金屬中的自由電子，類似金屬鍵的性質，所以石墨能導電、導熱，并且沿層的平行方向導電性強，這也是晶體各向異性的表
10、現。 (2)潤滑性：石墨層間為范德華力，結合力弱，層與層間可以相對滑動，使之具有潤滑性。因而可用作潤滑劑、鉛筆芯等。,2,3,下表列出了前20號元素的某些元素性質的有關數據：,【問題探究】,試回答下列問題： (1)以上10種元素的原子中，失去核外第一個電子所需能量最少的是________(填寫編號)。 (2)上述、、三種元素中的某兩種元素形成的化合物中，每個原子都滿足最外層為8電子穩(wěn)定結構的物質可能是________(寫分子式)。某元素R的原子半徑為1.021010 m，該元素在元素周期表中位于________；若物質Na2R3是一種含有非極性共價鍵的離子化合物，請寫出該化合物的電子式__________________________________。,(3)元素的某種單質具有平面層狀結構，同一層中的原子構成許許多多的正六邊形，此單質與熔融的的單質相互作用，形成某種青銅色的物質(其中元素用“”,表示)，原子分布如圖所示，該物質的化學式為_______。 思路點撥解本題的關鍵是對表格中數據的解讀：、、無負價，最高價態(tài)為1價，則為堿金屬元素，由原子半徑大小可知為Li，為K，為Na。結合化合價與原子半徑的大小可以推出各編號所代表的元素；為O，為Al，為C，為P，為Cl，為N，為F。對,于所給的K和C的化合物的結構而言，主要是找出它的重復單元。,
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