
第2节 几种简单的晶体结构模型 【教学目标】 1、通过认识晶体的分类依据--构成粒子的种类及粒子间的相互作用,培养宏微结合的化学观; 2、从微观角度分析比较金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体的本质区别及性质上的差异; 3、通过建立模型解决金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体的相关问题。 【教学重难点】 金属晶体离子晶体、共价晶体和分子晶体性质上的差异,以及相关问题 【教学用具】 学案、PPT 【教学过程】 一、金属晶体 1. 金属晶体 金属键可看作金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用 (1)定义:金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。 (2)特征:由于“自由电子”为整个金属所共有,导致金属键没有方向性和饱和性,因此金属晶体可以看作等径圆球的堆积。 2. 常见金属晶体的结构 常见金属 Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt Li、Na、K、Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti 结构示意图 晶胞示意图 注意:有关晶体结构的几个重要概念 ①最密堆积:微粒间较强的作用力使微粒尽可能地相互接近,使它们占有最小空间。 ②配位数:在密堆积中,一个原子或离子周围距离相等且最近的原子或离子的数目称为配位数。Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt晶体的配位数均为12, Li、Na、K、Ba、W、Fe 晶体的配位数均为8, Mg、Zn、Ti晶体的配位数均为12。 3. 金属晶体的结构与性质的内在联系 (1)金属的延展性 ①金属通常具有良好的延展性,可以抽成细丝,也可以压成薄片。这是因为当金属受到外力作用时,密堆积层的金属原子之间比较容易产生滑动,这种滑动不会破坏密堆积的排列方式,而且在滑动过程中“自由电子”能够维系整个金属键的存在,即各层之间始终保持着金属键的作用,因此金属晶体虽然发生了形变,但不会导致断裂。 ②金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质,如具有最密堆积结构的金属的延展性往往比具有其他结构的金属的延展性好。 (2)金属晶体的熔、沸点 ①由于金属键的强度差别较大,导致金属晶体的熔、沸点差别较大。如汞在常温下是液体,熔点很低(-38.9 ℃),而铁(1538℃)等金属熔点较高。 ②金属晶体的熔、沸点与金属键的强弱有关,金属键的强弱由金属阳离子半径、离子所带的电荷数决定,金属阳离子半径越小,所带的电荷数越多,熔、沸点越高。具体规律如下: a.同周期主族金属单质,从左到右,熔、沸点升高(如NaNa>K>Rb>Cs)。 ③合金的熔、沸点比其各成分金属的低(如铝合金<铝)。 二、离子晶体 1. 离子晶体 定义 离子晶体是阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体 构成微粒 阴、阳离子 常见的离子晶体 强碱[如 NaOH、Ba(OH) 等]、活泼金属氧化物和活泼金属过氧化物(如 Na O、K O 等)、大部分盐(如 NaCl、BaSO 等) 注意:①离子晶体中无分子。如 NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比,为化学式,不是分子式。②离子晶体中,每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的,不是任意的。 2. 离子晶体的简单结构类型 晶体类型 晶胞示意图 结构特点 NaCl型(Li、Na、K和 Rb 的卤化物,AgF,MgO等) (1)Na 、Cl 的配位数均为6; (2)每个 Na (Cl )周围紧邻(距离最近且相等)的 Cl (Na )构成正八面体; (3)每个 Na (Cl )周围紧邻的Na (Cl )有12个; (4)每个晶胞中含4 个 Na 、4个Cl CsCl型(CAB、 CaI、NH Cl等) (1)Cs 、Cl 的配位数均为8; (2)每个 Cs (Cl )周围紧邻的Cl (Ca )构成正六面体; (3)每个 Cs (Cl )周围紧邻的Cs (Cl )有6个; (4)每个晶胞中含1个 Cs 、1个Cl ZnS 型(BeO、 BeS等) (1)Zn 、S (的配位数均为4; (2)每个Zn (S )周围紧邻的S (Zm )构成正四面体; (3)每个晶胞中有4 个S 、4个Zn ; (4)Z ... ...
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