第三節金屬晶體和離子晶體第三章晶體結構和性質第一課時金屬晶體、離子晶體導（3mins)金屬之最(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素(2)鈣:人體中含量最多的金屬元素(3)鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)(4)銀:導電、導熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)(5)鉻:硬度最高的金屬(6)鎢:熔點最高的金屬(7)汞:熔點最低的金屬(8)鋨:密度最大的金屬(9)鋰:密度最小的金屬(10)金:延展性最好的金屬金屬有哪些物理性質呢？為什么還差距很大？學習目標1、知道金屬晶體的結構特點。能借助金屬晶體模型說明金屬晶體中的粒子及其粒子間的互作用，能從微觀的視角來解釋金屬晶體的導電性、導熱性、延展性等宏觀性質。2、知道晶體中粒子間的各種相互作用力，比較四類典型晶體的構成粒子、粒子間的相互作用與物質性質(重點)3.能正確區分四大晶體類型以及進行熔沸點的比較（難點）學(14mins)+助(7mins)1.金屬鍵的本質是什么？電子氣理論中，金屬鍵的強弱受哪些因素影響？(自主）2.金屬晶體的概念是？金屬晶體的性質有哪些？如何運用電子氣理論進行解釋？（自主）3.如何通過金屬鍵解釋金屬晶體的性質？如何解釋合金的性質？（合作）4.閱讀課本89頁-90頁回答：是否存在存粹的典型晶體？四類晶體類型是否都存在過渡型晶體？離子鍵的百分數是如何計算的？（自主）5.比較石墨與金剛石的結構異同？（從碳原子的雜化方式，空間結構，最小六元環分攤碳原子數進行分析）（合作）6.為什么石墨比金剛石質軟但熔點高？為什么石墨能導電？由此分析石墨為混合晶體的原因（合作）7.四大晶體應如何進行區分？你可以總結出哪些方法？（合作）一、金屬鍵和金屬晶體延展性導熱性導電性金屬光澤1、金屬共同的物理性質展(9mins)電子氣理論:金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，被所有原子所共有，把所有金屬原子維系在一起。2、金屬鍵——電子氣理論(1)概念：金屬陽離子與自由電子之間的強烈的相互作用(2)金屬鍵的本質：(4)存在：金屬單質與合金中金屬陽離子與自由電子之間的強烈的靜電作用(3)成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子(5)金屬鍵的特征：①自由電子不是專屬于某個特定的金屬陽離子，而是在整塊固態金屬中自由移動。②金屬鍵既沒有方向性，也沒有飽和性。(6)金屬鍵的影響因素：金屬鍵原子半徑價電子數原子半徑越大，價電子數越少，金屬鍵越弱，反之，金屬鍵越強金屬的物理性質決定金屬光澤熔沸點延展性導電性導熱性金屬鍵越強，金屬的熔沸點越高，硬度越大。(1)延展性：

3、“電子氣理論”解釋金屬的物理性質外力(2)導熱性：當金屬某部分受熱時，該區域的電子運動加劇，通過碰撞，電子將能量傳遞給金屬原子或離子，這樣能量從溫度高的區域傳遞到溫度低的區域，因此金屬具有導熱性。當金屬受到外力作用時，晶體中的的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬之間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠間的潤滑劑作用，所以大多數金屬有良好的延展性。(3)導電性：【注意】

①金屬晶體具有導電性，但能導電的物質不一定是金屬。如石墨具有導電性，屬于非金屬。還有一大類能導電的有機高分子化合物（如聚乙炔），也不屬于金屬。

②金屬導電的粒子是自由電子，導電過程是物理變化。而電解質溶液導電的粒子是自由移動的陰陽離子，導電過程是化學變化。外加電場

金屬晶體內部到處移動的自由電子，在電場作用下，改作定向移動，

從而形成了電流。(4)金屬光澤金屬在粉末狀態時，金屬原子的取向雜亂，排列不規則，吸收可見光后不能再反射出來，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色自由電子可吸收所有頻率的光，很快釋放出去，絕大多數塊狀金屬具有光澤。某些金屬因易吸收某些頻率光而呈特殊顏色。(5)金屬材料形成合金以后性能為什么會改變？(6)高溫下金屬導電性減弱的原因電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞，所以金屬的電導率隨溫度升高而降低的現象。當向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時，就像在滾珠之間摻入了細小而堅硬的砂土或碎石一樣，會使這種金屬的延展性甚至硬度發生改變，所以金屬材料形成合金以后性能發生改變評（9mins)(1)概念：金屬原子間通過金屬鍵相互結合形成的晶體(2)組成微粒：金屬陽離子和自由電子注意：①在金屬晶體中，與共價晶體一樣是一種“巨分子”不存在單個分子或原子，常溫下，絕大多數金屬單質(晶體鍺、灰錫是原子晶體)和合金都是金屬晶體，但汞除外，因汞在常溫下呈液態②有陽離子不一定有陰離子，可能是自由移動的電子，有陰離子一定有陽離子③固態導電：金屬晶體(判斷金屬晶體的顯著特點）、石墨、半導體（Si)4、金屬晶體熔、沸點：金屬鍵越強，熔、沸點越高同周期金屬單質，從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點升高。同主族金屬單質，從上到下(如堿金屬)熔、沸點降低。合金的熔、沸點一般比其各成分金屬的熔、沸點低。金屬晶體熔點差別很大，如汞常溫下為液體，熔點很低；而鐵常溫下為固體，熔點很高。(3)性質：1、下列關于金屬及金屬鍵的說法正確的是(

)A.金屬鍵具有方向性和飽和性B.構成金屬鍵的自由電子在整個金屬內部的三維空間中做自由運動C.金屬導電是因為在外加電場作用下產生自由電子D.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光

測（3mins)B氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分數/%62504133第三周期元素的氧化物中，化學鍵中離子鍵成分的百分數P2O5SO2Cl2O7當作離子晶體處理當作共價晶體處理離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體分子晶體離子鍵成分的百分數更小共價鍵不再貫穿整個晶體二、過渡晶體與混合型晶體1、過渡晶體：結論一：四種典型晶體類型都存在過渡晶體結論二：晶體性質偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理過渡晶體：介于某兩種晶體類型之間的晶體2、金剛石與石墨結構和性質的比較：思考：同是碳單質的晶體，金剛石和石墨的性質存在哪些異同？為什么？金剛石與石墨熔點都很高。金剛石：硬度大，幾乎不導電而石墨是非金屬導體，但硬度小。這由結構決定。石墨晶體的二維平面結構①石墨所有碳原子均采取___雜化，形成_____________結構。金剛石碳原子均采取___雜化，形成________結構②石墨結構最小__元環。分攤碳原子數____碳碳鍵數___金剛石結構最小__元環，分攤碳原子數____碳碳鍵數___質量相同的金剛石與石墨，兩者碳碳鍵的個數比為_____金剛石結構示意圖sp2平面六元并環sp3正四面體六234︰3六1/21③石墨中每個C配位數是______金剛石中每個C配位數是______

34問題1：比較石墨與金剛石的結構異同？評(9mins)石墨晶體是層狀結構，金剛石是空間網狀結構。石墨層內的碳原子核間距為142pm，層間距離為335pm，說明層間沒有化學鍵相連，是靠范德華力維系的，容易滑動所以石墨質軟。金剛石碳原子核間距為155pm，鍵長比石墨長，鍵能小，所以比石墨的熔點低。金剛石結構示意圖問題2：為什么石墨比金剛石質軟但熔點高？石墨結構未參與雜化的p軌道石墨層中每個碳原子均剩余一個未參與雜化的含1個電子的p軌道，所有的p軌道平行重疊，形成離域π鍵，這些p軌道中的電子可在整個層平面中運動。因此石墨有類似金屬晶體的導電性。由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面。所以石墨的導電性只能沿石墨平面方向。問題3：為什么石墨能導電？3、混合型晶體范德華力混合型晶體層內碳原子之間未參與雜化的軌道上的電子可在層內運動層與層碳原子之間共價鍵有金屬鍵的性質像石墨這樣的晶體既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。課堂練習1、已知六方氮化硼類似于石墨的結構，如圖所示。①六方氮化硼的化學式：BN②六方氮化硼中N和B的雜化類型：sp2③硼與氮之間的化學鍵為

，層與層之間作用力為

。屬于的晶體類型：

。極性共價鍵分子間作用力④六方氮化硼雖然類似于石墨結構，但是不導電，其原因是________________________________________________________六方氮化硼晶體結構其層結構中沒有自由電子混合型晶體⑤六方氮化硼熔點

，硬度

。較高

較小測（3mins)課堂練習2.已知立方氮化硼類似于金剛石的結構，如圖所示。①立方氮化硼中N和B的雜化類型：sp3磷化硼和氮化硼都屬于共價晶體，而氮原子的半徑比磷原子小，B-N共價鍵鍵長比B-P鍵短，鍵能大，所以氮化硼晶體的熔點較高。②晶胞中N、B的原子數分別是

：4、4③立方氮化硼熔點

，硬度

。較高

較大④氮化硼和磷化硼都是高溫結構陶瓷，但氮化硼晶體的熔點要比磷化硼晶體高，其原因是：測（3mins)SiO44-資料卡片——硅酸鹽Si2O66-單鏈雙鏈六元環(SiO3)612-

硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結構豐富多樣科學?技術?社會——納米晶體1nm=10-9m①納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米（10-9m)量級的晶體。在聲、光、電、磁、熱等性能上常會呈現新的特性。②金屬鉛晶體的熔點3280C。但納米鉛晶體大小與熔點的關系如圖由此可見，晶體顆粒小于200nm

時，晶粒越小，金屬鉛的熔點越低。③納米晶體為什么會有不同于大塊晶體的特性呢?主要原因是晶體的表面積增大我們通常說純物質有固定的熔點，但當純物質晶體的顆粒小于200nm

（或者250nm

）時，其熔點會發生變化。離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體存在微粒陰陽離子原子分子金屬離子、自由電子微粒間作用離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵主要性質硬而脆，易溶于極性溶劑，熔化時能夠導電，溶沸點高質地硬，不溶于大多數溶劑，導電性差，熔沸點很高硬度小，水溶液能夠導電，溶沸點低金屬光澤，是電和熱的良導體，熔沸點高或低實例食鹽晶體金剛石NH3/HCl鎂、鋁小結1、晶體類型的判斷依據(1)依據構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷①分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。②共價晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。③金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。④離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。三、四大典型晶體的比較①大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2等外)、幾乎所有的酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。②金剛石、晶體硅、晶體硼、碳化硅、二氧化硅等是共價晶體。③金屬單質（除汞外）和合金是金屬晶體④金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。(2)依據物質的分類判斷(3)依據晶體的熔點判斷①分子晶體的熔點低②離子晶體的熔點較高③共價晶體的熔點很高④金屬晶體的多數熔點高，但也有少數熔點相當低合金的熔、沸點比其成分金屬低(5)依據硬度和機械性能判斷①分子晶體硬度小且較脆②共價晶體硬度大③金屬晶體多數硬度大，但也有較低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金屬大④離子晶體硬度較大、硬而脆(4)依據導電性判斷①金屬晶體是電的良導體，固體導電②共價晶體一般為非導體，但硅為半導體③離子晶體溶于水及熔融狀態時能導電④分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電課堂練習3：分析下列物質的物理性質，判斷其晶體類型。(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃，熔融態不導電________。(2)溴化鋁，無色晶體，熔點98℃，熔融態不導電：________。(3)五氟化礬，無色晶體，熔點19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等______。(4)溴化鉀，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導電：________。(5)SiI4：熔點120.5℃，沸點287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔點2300℃，沸點2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔點217℃，沸點685℃，溶于氯仿：________。(8)銻：熔點630.74℃，沸點1750℃，導電：________。共價晶體分子晶體分子晶體離子晶體分子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體測（3mins)(1)首先看物質狀態一般情況下，固體>液體>氣體(2)其次看物質所屬晶體類型一般情況下，共價晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等金屬的熔、沸點很高，汞、銫等金屬的熔、沸點很低。2、物質熔點、沸點高低的比較(3)同種類型晶體的熔、沸點的比較分子晶體:①看是否含有氫鍵:有分子間氫鍵的熔沸點高，相同的分子間氫鍵，看氫鍵的個數，個數越多，熔沸點越高②比較范德華力：組成和結構相似，相對分子質量越大，熔沸點越高③比較分子極性：相對分子質量相近，分子極性越大，熔沸點越高④同分異構體的支鏈越多，熔、沸點越低。

共價晶體：①晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，物質的熔、沸點越高。②若沒有告知鍵長或鍵能數據時，可比較原子半徑的大小。一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。金屬晶體：①