【化学】2023-2024学年鲁科版选择性必修二 金属晶体与离子晶体 课件.pptx

第第1课时金属晶体与离子晶体课时金属晶体与离子晶体课程标准1了解金属晶体、离子晶体结构微粒及微粒间作用力。2了解金属晶体、离子晶体常见的堆积方式。3能用金属键理论解释金属晶体的一些物理性质。4了解晶格能的概念及晶格能对离子晶体性质的影响。学法指导1.运用“宏微结合”的化学观，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。2运用“结构决定性质、性质反映结构”的化学观，从微观角度分析比较金属晶体、离子晶体的区别及性质上的差异。3通过建立模型解决金属晶体、离子晶体的相关问题。知识点一金属晶体1.概念金属原子通过_形成的晶体称为金属晶体。2常见金属晶体的堆积特点及方式(1)特点：金属键可看作金属_和“自由电子”之间的强的相互作用，而且“自由电子”为整个金属所共有，导致金属键没有_和_，因此金属晶体可看作_的堆积。金属键阳离子饱和性方向性等径圆球(2)堆积方式：如图为两种球堆积的两种方式如果将层与层之间再相互叠放在一起，便形成了晶体的堆积模型，下图为两种通过密置层叠放而得到的最密堆积方式。3常见金属晶体的结构常见金属Ca、Cu、Au、Al、Pd、Pt、AgLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti结构示意图配位数_晶胞特点立方体，顶点处各有一个微粒，每个面心有一个微粒立方体，顶点处各有一个微粒，晶胞中心有一个微粒非立方体或长方体，底面中棱的夹角不是直角128124.物理通性(1)通性：金属晶体具有金属光泽，有良好的_、_和_。(2)原因：金属键在整个_范围内起作用。在锻压或锤打时，密堆积层的金属原子之间比较容易产生_，这种滑动不会破坏密堆积的排列方式，而且在滑动过程中“_”能够维系整个金属键的存在，因此金属晶体虽然发生了形变但不致断裂。延性展性可塑性晶体滑动自由电子微点拨(1)紧密堆积：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)空间利用率：晶胞实际拥有的微粒(原子或离子等)的总体积与晶胞的体积之比，用来表示紧密堆积的程度。学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)金属晶体绝大多数采用密堆积方式。()(2)金属原子的核外电子在金属中都是自由电子。()(3)金属不透明且具有金属光泽与自由电子有关。()(4)金属导电的实质是金属阳离子在外电场下的定向移动。()2下列关于金属晶体的叙述正确的是()A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B金属阳离子与“自由电子”之间的强烈作用，在一定外力的作用下，不因形变而消失C钙的熔、沸点低于钾D温度越高，金属的导电性越好答案：B解析：Hg在常温下为液态，A项错误；r(Ca2)K，所以金属键：CaK，熔、沸点：CaK，C项错误；自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而导致金属的导电性随温度升高而降低，D项错误。知识点二离子晶体1.概念阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列而形成的晶体。2晶体类型晶体类型NaCl型CsCl型ZnS型CaF2型晶胞配位数_Ca2的配位数为8，F的配位数为4实例Li、Na、K和Rb的卤化物，AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BeO、BeS等BaF2、PbF2、CeO2等6843.晶格能(1)概念：将1mol离子晶体完全_为气态阴、阳离子所吸收的能量。(2)意义：衡量离子键的强弱。晶格能越大，表示离子间作用力越_，离子晶体越_。(3)影响因素晶格能与阴、阳离子所带_以及阴、阳离子间的_有关。与离子晶体的_有关。气化强稳定电荷数距离结构类型4特性(1)_、_较高，而且随着离子电荷的增加，离子间距的缩短，_增大，熔点升高。(2)一般_溶于水，而难溶于_溶剂。(3)在固态时不导电，_状态或在_中能导电。熔点沸点晶格能易非极性熔融水溶液学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)含有阳离子的晶体中就一定含有阴离子。()(2)离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大。()(3)MgO的熔、沸点和硬度均高于CaO。()(4)晶格能与晶体的离子半径和电荷数有关系。()(5)如图氯化钠晶胞中，钠离子与氯离子的个数均为4。()2下列物质的晶体属于离子晶体的是()A苛性钾B碘化氢C硫酸D醋酸答案：A解析：苛性钾含有离子键，故属于离子晶体；碘化氢、硫酸、醋酸均由共价型分子组成，故三者均为分子晶体。提升点一金属晶体的结构与性质1.金属物理通性的解释2金属熔点和硬度大小的影响因素(1)金属的熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。一般来说金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强，因而晶体熔点越高、硬度越大。金属晶体的熔点变化差别较大。(2)同类型金属晶体，熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越大，熔点就越高。如熔点：LiNaKRbCs，NaMgMgO；NaClCsCl等。(2)对于离子晶体的熔、沸点，要注意“一般来说”和“较高”等字词。“一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例；“较高”是与其他晶体类型比较的结果。(3)离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。如在固态时不导电，在水溶液中和熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。(4)离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水时，由于浓度极小，故导电性极弱。通常情况下，它们的水溶液不导电。3离子晶体的判断判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，A、A族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，A、A族元素)组成的化合物。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。互动探究高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中基本的重复单元)。据此回答：问题1该晶胞的晶胞类型是什么？提示：根据题给信息，该晶胞是面心立方晶胞。问题3超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？典例示范典例2下列图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图是()A图和图B图和图C只有图D图和图答案：D解析：NaCl晶体中，每个Na周围有6个Cl，每个Cl周围有6个Na；与每个Na等距离的Cl有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl等距离的Na也有6个，也构成正八面体，故可知图和图属于NaCl晶体结构。素养训练训练2有一种蓝色晶体，化学式可表示为MxFey(CN)6，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3和Fe2分别占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。(1)该晶体的化学式为多少？(2)晶体中与每个Fe3距离最近且相等的CN有几个？答案：(1)MFe2(CN)6(2)6课 堂 总 结知识导图误区警示1金属晶体的熔点差别较大，如Hg熔点很低，碱金属熔点较低，铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子和自由电子的作用力不同造成的。2同一周期主族金属单质的熔点由左到右逐渐升高；同一主族金属单质的熔点自上而下逐渐降低。3合金的熔点一般低于成分金属的熔点。4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。5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。6在离子晶体中，阴、阳离子总是尽可能紧密地排列，且一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子越多，体系能量越低，所形成的离子晶体越稳定。离子晶体的配位数与阴、阳离子的半径大小有关。1下列关于金属晶体的说法正确的是()A用铂金做首饰不能用金属键理论解释B不同金属晶体中金属键的强度不同CLi、Na、K的熔点逐渐升高D金属导电和熔融电解质导电的原理一样答案：B解析：用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，A项错误。碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：LiNaK，C项错误。金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，D项错误。答案：A解析：离子晶体在液态(即熔融态)时导电，B项不是离子晶体；CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”的规律，C项也不是离子晶体；由于离子晶体质硬易碎，且固态时不导电，所以D项也不是离子晶体。3在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，金属阳离子的半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔点越高。由此判断下列各组金属熔点的高低顺序，其中正确的是()AMgAlCaBAlNaLiCAlMgCaDMgBaAl答案：C解析：Al的价电子比Mg多，半径比Mg小，所以Al的熔点比Mg高，Ca的价电子与Mg相等，半径比Mg大，所以Ca的熔点比Mg低，故A、D错误，C正确。因Li、Na的电荷相同，钠原子半径锂原子半径，则熔点为NaLi，故B错误。4(双选)下列大小关系正确的是()A晶格能：NaClCaOC熔点：NaINaCl答案：BC解析：对于电荷数相同的离子，半径越小，离子键越强，晶格能越大，硬度越大，熔、沸点越高。半径：ClBrI，Mg2CO2，故D错误。5铜和金可形成合金，请回答下列问题：(1)元素金(Au)处于周期表中的第6周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_；一种铜金合金晶体具有图1所示的结构，在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_，若该晶胞的边长为acm，则该合金密度为_gcm3(阿伏加德罗常数的值为NA)。6s131金属键(2)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。H8AuCu3