第2章固体结构-金属的晶体结构
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- 1 - 新课标三年高考化学试题分类解析——物质结构与性质(选修)
1.(2007海南·22)下列叙述正确的是( )
A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C.离子晶体中可能含有共价键
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
答案:C
考点:本题考查了晶体的结构与性质。
解析:本题中稀有气体为单原子分子无共价键;原子晶体中如SiO2 也存在Si-O极性共价键,B错;在铵盐中既存在离子键又存在共价键,C正确。金属汞的熔点很低,D错。
2.(2007海南·23)用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构,两个结论都正确的是( )
A.直线形;三角锥形 B.V形;三角锥形
C.直线形;平面三角形 D.V形;平面三角形
答案:D
考点:本题考查了价层电子对互斥理论的应用。
解析:H2S为V形;BF3为平面三角形。
3.(2007海南·24)NaCl的晶胞如右图,每个NaCl晶胞中含有的Na+离子和Cl离子的数目分别是( )
A.14,13 B.1,1 C.4,4 D.6,6
答案:C
考点:本题考查了NaCl晶胞的结构。
解析:每个NaCl晶胞中含有的Na+离子和Cl离子的数目分别是4、4。
4.(08年海南化学·22)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
答案:C - 2 - 解析:由于石墨的结构是平面六边形,每个碳原子以sp2杂化轨道的类型形成的三个共价键是正三角形构型,而硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。因此B原子杂化轨道的类型为sp2类型,且羟基之间作用力为氢键。
第二章纯金属与合金的晶体结构
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一、章节:第二章纯金属与合金的晶体结构
第一节纯金属的晶体结构第二节纯金属的实际晶体结构第三节合金的晶体结构
二、教学目的:使学生了解纯金属与合金的晶体结构,晶胞、晶格、合金的基本概念,了解固溶体与金属化合物。
三、教学方法:
讲授法。
四、教学重点:
晶胞、晶格、合金的基本概念,了解固溶体与金属化合物。
五、教学难点:
晶胞、晶格、合金的基本概念,了解固溶体与金属化合物。
六、使用教具:
挂图。
七、课后作业:
P17:1、2、6。
八、课后小结:
第二章纯金属与合金的晶体结构
第一节纯金属的晶体结构
一、晶体结构的基本知识
1.晶体与非晶体
晶体内部的原子按一定几何形状作有规则地重复排列,如金钢石、石墨及固态金属与合金。而非晶体内部的原子无规律地规律地堆积在一起,如沥青、玻璃、松香等。
晶体具有固定的熔点和各向异性的特征,而非晶体没有固定的熔点,且各向同性。
2.晶体管格与晶胞
为便于分析晶体中原子排列规律,可将原子近似地看成一个点,并用假想的线条将各原子中心连接起来,便形成一个空间格子。
晶格——抽象的、用于描述原子在晶体中的规则排列方式的空间几何图形。结点——晶格中直线的交点。
晶胞——晶格是由一些最基本的几何单元周期重复排列而成的,这种最基本的几何单元称为晶胞。
晶胞大小和形状可用晶胞的三条棱长a、b、c(单位,1A=108cm)和棱边夹角来描述,其中a、b、c称为晶格常数。
各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同,故呈现出不同的物理、化学及力学性能。
二、常见的晶格类型
1.体心立方晶格
体心立方晶格的晶胞为一立方体,立方体的八个顶角各排列着一个原子,立方体的中心有一个原子。其晶格常数a=b=c。属于这种晶格类型的金属有α铁、铬、钨、钼、钒等。
2.面心立方晶格
面心立方晶格的晶胞也是一个立方体,立方体的八个顶角和六个面的中心各排列一个原子。属于这种晶格类型的金属有γ铁、铝、铜墙铁壁、镍、金、银等。
第四节 离子晶体
▍课标要求▍
1.能说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2.了解晶格能的概念及其应用,知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。
3.知道离子晶体的构成粒子、粒子间作用力以及与其他晶体的区别。
要点一 离子晶体
1.概念
由
和
通过 结合而成的晶体。
2.配位数和决定晶体结构的因素
(1)配位数是指一个离子周围最近的 。
(2)决定离子晶体结构的因素有:
3.性质
(1) 较大,难于压缩;
(2)熔、沸点 ,难挥发;
(3)不导电,但是在 或 中可导电。
4.常见离子晶体的空间结构
(1)NaCl晶体:在NaCl晶体中每个Na+周围有 个Cl-,每个Cl-周围有 个Na+,因此,NaCl晶体中Na+和Cl-的配位数都是 。
(2)CsCl晶体:在CsCl晶体中每个Cs+周围有 个Cl-,每个Cl-周围有 个Cs+,即Cl-的配位数为 。
(3)CaF2晶体Ca2+的配位数是 ,F-配位数是 。
思考1:NaCl晶体和CsCl晶体都是AB型的离子晶体,为什么这两种晶体的空间结构不同呢?
要点二 晶格能
1. 概念
形成1 mol离子晶体 的能量,通常为正值,单位为 。
2.影响因素
3.晶格能的作用
晶格能最能反映离子晶体的
。晶格能越 ,离子键越 ,形成的离子晶体越 ,而且熔点越 ,硬度越 。
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1 / 12 引言
金属学是研究金属及合金的成分、组织、结构与力学性能之间关系的科学。所谓力学性能主要指材料的强度、硬度和塑性。通常用来承受载荷的零件要求材料具有一定的力学性能,我们称这类材料为结构材料。与结构材料对应的另一类材料是功能材料,它一般不要求承受载荷,主要使用它的物理性能,如光、电、磁性能等。功能材料利用它对光、电、磁的敏感特性制作各类传感器。
金属学只讨论金属材料的力学性能,不涉及物理性能。
固态金属通常是晶体,金属学研究的最小结构单元是原子。原子通过不同的排列可构成各种不同的晶体结构,产生不同的性能。原子结构不是金属学研究的范畴。个人收集整理 勿做商业用途
第1章 金属的晶体结构
1-1 金属及金属键
金属的定义根据学科的不同有多种划分方法。本人倾向按结合键的性质来划分,即金属是具有金属键的一类物质。这种分类的好处是有利于解释与金属力学性能相关的现象。例如,为什么金属具有较好的塑性?个人收集整理 勿做商业用途
什么是金属键、离子键、共价键我们早就熟知,金属键的最大特点是无饱和性、无方向性。以后我们将会看到,正是这些特点使金属具有较好的塑性。个人收集整理 勿做商业用途
研究表明,固态金属通常是晶体,且其结构趋于密堆积结构。这是为什么?下面我们用双原子模型来说明。
当两个原子相距很远时,它们之间不发生作用。当它们逐渐靠近时,一个原子的原子核与另一个原子的核外电子之间将产生引力;而两原子的原子核及电子之间产生斥力。研究表明,引力是长程力,斥力是短程力,即距离较远时,引力大于斥力,表现为相互吸引。随着原子距离的减小,斥力增加的速度逐渐大于引力增加的速度。显然这样作用的结果必然存在一个平衡距离d0,此时,引力等于斥力,偏离这一距离时,都将受到一个恢复力,如P3图2。dc对应最大恢复引力,即最大结合力,它对应着金属的理论抗拉强度。个人收集整理 勿做商业用途
下面,我们从能量的角度来考虑系统的稳定性。在引力作用下原子移近所做的功使原子的势能降低,所以吸引能是负值。相反,排斥能是正值。吸引能个人收集整理 仅供参考学习