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1、Cl占据立方体的_个顶点和_个面心，Na+占据_和12个_；（或二离子交换）,并交错排列。2、每个晶胞含_个钠离子：_个氯离子。不存在单个的NaCl分子，该离子晶体中阴、阳离子的个数比为_。3、与Na+等距离且最近的Cl有_个, 与Cl等距离且最近的Na+有_个，即阴、阳离子配位数均为_。与Na+等距离且最近的Na+ 有_个。Na+等距离且最近的Cl构成 体,每_个Cs、_个Cl各自构成立方体，在每个立方体的中心有_个异种离子(Cs或Cl)。在每个晶胞中含有 个铯离子， 个氯离子。二者个数比是 。在每个Cs周围最近的等距离的Cl有_个，即配位数为 ；在每个Cl周围最近的等距离的Cs有_个，即配
2、位数为 。在每个Cs周围最近的等距离的Cs有_个，在每个Cl周围最近的等距离的Cl也有 个,、_个Ca2+ 占据立方体_个_，_个Ca2+占据立方体的_个_，_个F在立方体内2、Ca2+的配位数为_，F的配位数为_；3、不存在单个的CaF2 分子，每个晶胞平均含_个Ca2+ 和_个F。化学式CaF2 仅表示该离子晶体中阴、阳离子的个数比为_,第三节 金属晶体,Ti,金属样品,一、金属键,1、电子气理论：由于金属原子的价电子数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属晶体是一种“巨分子”,金属原子脱
3、落下来的价电子不专门属于某个特定的金属离子并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子. 遍布整块金属的“电子气”，像粘合剂一样把所有金属原子维系在一起。,2、金属键：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）,1）特征： 既没有方向性，也没有饱和性； 成键电子可以在金属中自由流动。,2）影响其强弱的因素：,金属阳离子所带电荷越多、半径越小，金属键越强。如：镁和铝,二、金属晶体：,2.组成微粒：,金属阳离子和自由电子,3.微粒间作用力：,金属键,1.概念：通过金属键结合形成的单质晶体。 金属单质和合金都属于金属晶体,小结1：四种晶体的比较,4、电子气理论对金属的物理性质的
4、解释,在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”（自由电子），这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。,金属导电性的解释,不同的金属导电能力不同，导电性最强的三种金属是：Ag、Cu、Al,思考：为什么温度越高，金属导线的电阻越大？,金属离子在晶格结点上作一定幅度的振动，这对自由电子的流动有阻碍作用，加上金属阳离子对电子的吸引就构成了金属的电阻；温度越高，金属离子的振动越强烈，对电子流动的阻碍越强，电阻越大。,“电子气”（自由电子）在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子）能量增加
5、，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而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。,金属导热性的解释,当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在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。因此，金属都有良好的延展性。,金属延展性的解释,思考：为什么金属晶体中掺入不同金属或非金属原子而变成合金后其延展性、硬度和机械强度会改变？,当金属晶体中掺入不同金属
6、或非金属原子而变成合金时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的沙土或碎石一样，其延展性、硬度和机械强度会改变,金属原子价电子越多，原子半径越小，金属键就越强，晶体的熔沸点就越高，反之越低。,思考：为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却逐渐升高？,(4)熔点和沸点差异较大,三、金属晶体的原子堆积模型,1、几个概念 紧密堆积：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,配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数,空间利用率：晶体的空间被微粒占据的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度,2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型,金属晶体中的原子可看成直径相
7、等的小球。将等径圆球在一平面上排列，有两种排布方式：,（a）非密置层 （b）密置层,（a）图，剩余的空隙较大，称为非密置层，配位数为4； （b）图，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层，配位数为6。,行列对齐四球一空 非最紧密排列,行列相错三球一空最紧密排列,配位数:6,配位数:4,非密置层,密置层,2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型,3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型,1）简单立方堆积（Po）,三维空间堆积方式,. 简单立方堆积,边长 = 2r,配位数：6,简单立方堆积,简单立方堆积的要点： 相邻非密置层原子的原子核在同一直线上 简单立方堆积的晶胞是八个原子占据立方体的八个顶点 每个原子与六
8、个原子紧密接触，即配位数为6 每个晶胞平均有一个原子，晶胞边长=原子直径（2r)，其空间利用率为52.36%,2）体心立方堆积钾型（Na、K、Fe）,. 体心立方堆积,配位数：8,体对角线 = 4r,体心立方堆积,配位数：8,体心立方堆积的要点： 将上层金属原子填入下层的金属原子所形成的凹穴中并使非密置层原子稍稍分离 体心立方堆积的晶胞是八个原子占据立方体的八个顶点，另一个原子占据立方体的体心 每个原子与8个原子紧密接触，即配位数为8 每个晶胞平均有二个原子，晶胞边长a和原子半径r间的关系为 ，其空间利用率为68.02%,镁型,铜型,第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5 位
9、。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ),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。,上图是此种六方紧密堆积的前视图,A,第一种： 将第三层球对准第一层的球,于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。,配位数 12 ( 同层 6，上下层各 3 ),.六方密堆积,A,A,A,A,B,B,各层均为密置层,六方最密堆积分解图,空间利用率：74%,包含6个球,包含2个球,ABC,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 这种堆积方式可划分出面心立方晶胞。,配位数 12 ( 同层 6， 上下层各 3
10、 ),. 面心立方密堆积,ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？,面心立方最密堆积分解图,面对角线 = 4r,面心立方堆积方式的空间利用率计算,下图是此种六方紧密堆积的前视图,A,第一种是将球对准第一层的球。,于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。,配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )，空间利用率为74%,3）六方最密堆积（Mg、Zn、Ti）,六方最密堆积的要点： 将上层密置层金属原子填入下层的密置层金属原子所形成的凹穴中，按ABAB的方式堆积 六方最密堆积的晶胞是八个原子占据平行六面体的八个顶点，另一个原子占据其某一侧面 每个原子与12个
11、原子紧密接触，即配位数为12 其空间利用率为74%,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。,配位数 12 。( 同层 6， 上下层各 3 ),1,2,3,4,5,6,4）面心立方最密堆积（Cu、Ag、Au）,面心立方最密堆积的要点： 将上层密置层金属原子填入下层的密置层金属原子所形成的凹穴中，按ABCABC的方式堆积 （C与A交错 填入B的凹穴中） 面心立方最密堆积的晶胞是八个原子占据立方体的八个顶点，另6个原子分别占据其6个面心 每个原子与12个原子紧密接触，即配位数为12 其空间利用率为74%,Po (钋),练习1下列有关
12、金属元素特征的叙述中正确的是A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D金属单质的熔点总是高于分子晶体,练习2、已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为63.54，密度为8.936g/cm3，试求（1）图中正方形边长 a，（2）铜的金属半径 r,a,a,r,r,o,r,r,提示：数出面心立方中的铜的个数：,石墨晶体结构,石墨,石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,石墨的结构特征：在石墨晶体里每个碳原子都采取SP2杂化与同一平面内相邻的3个碳原子以共价键结合成平面
13、六元并环结构，层状结构内碳原子的核间距为142pm。每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为2，每个C完全拥有CC数为3/2。 每个碳原子的一个未参与杂化的2p电子，其原子轨道均垂直于层状结构的平面且互相平行重叠，形成一个属于整个晶体中所有碳原子的大键，其电子可在整个碳原子平面中运动；层间距离较远（335pm），靠范德华力维系石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力。,石墨,1、石墨为什么很软？ 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？,3、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，容易滑动，所以石墨很软。,石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间既有C-C键又有大键，
14、故熔沸点很高。由于金刚石内只有C-C键没有大键，所以石墨的熔点高于金刚石。,石墨为混合晶体（或过渡型晶体）。,小结1：四种晶体的比较,小结2：典型的晶体类别,小结3：晶体熔沸点高低的判断,不同晶体类型的熔沸点比较,一般：原子晶体离子晶体分子晶体（有例外）,同种晶体类型物质的熔沸点比较,离子晶体：,阴、阳离子电荷数越大，半径越小,熔沸点越高,金属晶体熔点差异性太大，一般不纳入比较,晶体熔沸点高低的判断,不同晶体类型的熔沸点比较,同种晶体类型物质的熔沸点比较,离子晶体：,阴、阳离子电荷数越大，半径越小,熔沸点越高,原子晶体：,原子半径越小键长越短键能越大,熔沸点越高,分子晶体：,相对分子质量越大，
15、分子的极性越大,熔沸点越高,金属晶体：,金属阳离子电荷数越多，半径越小,熔沸点越高,小结4：判断晶体类型的方法,1）依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：,构成离子晶体的微粒是离子，作用力是离子键；构成原子晶体的微粒是原子，作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，作用力是分子间作用力。,2）依据物质的分类判断：,离子化合物是离子晶体；大多数非金属单质及其氢化物、氧化物、含氧酸、有机物是分子晶体；几种特殊的非金属单质、氧化物、互化物为原子晶体,3）依据晶体的熔点判断：,小结4：判断晶体类型的方法（续）,原子晶体硬度大，离子晶体硬度介于原子晶体和分子晶体之间且脆，分子晶体硬度小,5）依据硬度和机械性能判断：,离子晶体熔融态均导电、溶于水导电；分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗,4）依据导电性判断：,原子晶体的熔点高，一般在1000以上；离子晶体的熔点较高；分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低,
