金属晶体 离子晶体

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第三节金属晶体 一、金属键1、金属键金属离子与自由电子之间强烈的相互作用①定义 一、金属键②本质电子气理论金属原子的价电子发生脱落，形成金属阳离子和自由电子自由电子被所有原子所共用从而把所有的金属原子维系在一起无饱和性无方向性 2、金属晶体金属离子与自由电子通过金属键结合而成的晶体叫做金属晶体粒子间的作用力：金属键构成金属晶体的粒子：金属离子、自由电子常见金属晶体：金属、合金 3、金属性质与电子气理论①金属导电性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 ②金属的导热性自由电子在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。高温下热运动剧烈，因此电子的定向移动程度减弱，所以，随着温度的升高，金属的导电性减弱 ③金属的延展性金属离子和自由电子间相互作用没有方向性，在外力作用下各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且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 金属键的强弱:与离子半径、离子电荷有关④金属的熔点、硬度金属的熔点、硬度:与金属键的强弱有关规律：离子半径越小或离子所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔沸点越高、硬度越大。 二、金属晶体的原子堆积模型1、几个概念配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻且距离相等的微粒个数空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数用来表示紧密堆积程度 金属的二维堆积方式非密置层配位数为4密置层配位数为6 2、金属的三维堆积方式①简单立方堆积唯一金属——钋 简单立方堆积的配位数=6 简单立方堆积的空间占有率=52%球半径为r正方体边长为a=2r ②体心立方堆积（钾型）K、Na、Fe 体心立方堆积的配位数=8 体心立方堆积的空间占有率=68%体对角线长为c面对角线长为b棱线长为a球半径为rc2=b2+a2b2=a2+a2c=4r(4r)2=3a2 ③六方最密堆积（镁型）Mg、Zn、TiABABA123456 六方最密堆积的配位数=12 六方最密堆积的晶胞 六方最密堆积的晶胞 六方最密堆积的空间占有率=74%上下面为菱形边长为半径的2倍2r高为2倍正四面体的高 ④面心立方最密堆积（铜型）Cu、Ag、AuABCAABC 123456 面心立方最密堆积的配位数=12 面心立方最密堆积的空间占有率=74% 第四节离子晶体 一、离子晶体1、离子晶体概念：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体组成微粒：阴阳离子粒子间作用力：离子键无分子式化学式表示离子最简整数比配位数：（缩写为C.N.）一个离子周围最邻近的异电性离子的数目 2、常见离子晶体（强碱、金属氧化物、部分盐类）①NaCl晶体阴离子配位数阳离子配位数66 NaCl晶体每个Cl—周围最近且等距离的Cl—有个每个Na+周围最近且等距离的Na+有个1212每个晶胞中Cl—有个Na+有个44 ②CsCl晶体阴离子配位数阳离子配位数88 每个Cl—周围最近且等距离的Cl—有个每个Cs+周围最近且等距离的Cs+有个66每个晶胞中Cl—有个Cs+有个11 CsCl晶胞NaCl晶胞教科书P79表3-6 阴离子配位数阳离子配位数48③CaF2晶体CaF2晶胞 每个F—周围最近且等距离的F—有个每个Ca2+周围最近且等距离的Ca2+有个612每个晶胞中F—有个Ca2+有个84CaF2晶胞 3、影响离子晶体配位数的因素①几何因素：晶体中正负离子的半径比②电荷因素：正负离子的电荷比③键性因素：离子键的纯粹程度 4、离子晶体的物理性质熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。（离子间存在较强的离子键）一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电NaCl熔点801℃，沸点1413℃CsCl熔点645℃，沸点1290℃ 二、晶格能1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量 2、晶格能的大小的影响因素电荷、离子半径随着离子电荷的增加或者核间距离的缩短晶格能增大晶格能越大，离子晶体越稳定熔点越高，硬度越大