2018_2019学年高中化学第3章第2节金属晶体与离子晶体课件鲁科版选修3201911071247.pptx

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1、第3章 物质的聚集状态与物质性质1.能用金属键和离子键的理论解释金属晶体和离子晶体的物理性质。2.了解金属晶体的三种原子堆积模型和几种典型离子晶体的物理性质。3.了解晶格能的概念和意义。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引概念 通过 形成的晶体成键微粒 和微粒间作用力_ 物理性质有良好的导电性、导热性和延展性一、金属晶体 基础知识导学答案金属原子1.概念及物理性质金属键金属阳离子自由电子金属键答案2.常见金属晶体的结构型式堆积模型常见金属晶体晶胞结构示意图配位数每个晶胞所含原子数简单立方堆积Po(钋)_体心立方密堆积A2Na、K、Fe_6182答案六方最密堆积A3Mg、Zn、T

2、i_面心立方最密堆积A1Cu、Ag、Au_126124相关视频答案议一议1.为什么金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点？答案答案由于金属键没有饱和性和方向性，从而导致金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。2.金属在拉成丝或压成薄片的过程中金属键遭到破坏了吗？答案答案金属晶体由金属原子堆积而成，金属在拉成丝或压成薄片过程中，层与层之间可以发生相对滑动，但金属键仍然存在，所以金属键不会断裂，故金属具有良好的延展性。二、离子晶体答案1.概念概念通过结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体成键微粒微粒间作用力阳离子和阴离子离子

3、键阳离子、阴离子离子键答案2.常见AB型的离子晶体晶体类型NaCl型CsCl型ZnS型晶体结构模型配位数_684答案晶胞中微粒数Na_ Cl_Cs_Cl_Zn2_S2_符合类型Li、Na、K、Rb的卤化物、AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BaO、BeS等441144答案3.晶格能概念将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全 而远离所吸收的能量意义衡量离子键的强弱。晶格能越大，表示离子键越 ，离子晶体越影响因素晶格能 ，即与阴、阳离子所带电荷的乘积成 ，与阴、阳离子间的距离成 ；与离子晶体的 有关对晶体物理性质的影响晶体结构型式相同时，晶格能越大，熔、沸点越 ，硬度越气化强稳定正比反

4、比结构型式高大答案4.物理性质熔、沸点较高硬度较大，但较脆溶解性一般水中 ，非极性溶剂中导电性固态时 ，熔融状态或在水溶液中难溶不导电易溶能导电答案议一议1.离子晶体的化学式代表的是真正的分子组成吗？答案答案离子晶体中不存在分子，离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子的个数比，并不代表分子组成。2.在熔融状态下能导电的化合物形成的晶体一定是离子晶体吗？答案答案一定是离子晶体。只有金属单质和离子化合物在熔融状态导电。3.根据晶格能的知识回答：(1)为何Na2O的晶格能大于NaF，而KCl的晶格能大于KI?答案答案晶格能与离子所带的电荷数成正比，而与离子半径的大小成反比。在Na2O和NaF中，O2

5、所带的电荷数比F多，故Na2O的晶格能大于NaF；而KCl和KI中，Cl半径小于I的半径，故KCl的晶格能大于KI。(2)火山喷出岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，原因是_。二者均为离子晶体， ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出(3)KCl、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是_。MgOCaOKCl返回答案一、金属晶体与离子晶体的结构与物理性质 重点难点探究金属晶体与离子晶体的组成与性质类型比较离子晶体金属晶体堆积方式非等径圆球密堆积等径圆球密堆积构成微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子粒子间作用力离子键(

6、强)金属键(有强、有弱)熔化时需克服的作用力离子键金属键 物质的性质熔、沸点较高一般较高，少部分低硬度硬而脆一般较大，少部分小导电性固态不导电，熔融或水溶液导电晶体、熔融均导电导热性不好良好延展性没有良好溶解性易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂 难溶(Na等与水反应)(1)离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。(2)离子晶体中不存在单个分子。(3)含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体，也可能是离子晶体，因此含金属阳离子的晶体中不一定存在阴离子。关键提醒解析答案例1 下列性质适合于离子晶体的是( )A.熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电B.熔点10.31 ，液态不导电

7、，水溶液能导电C.能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 D.熔点97.81 ，质软，导电，密度0.97 gcm3解析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，且固态不导电，所以D项也不是离子晶体。A离子晶体的判断方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。(2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物，强碱和绝大多数盐类是离子晶体。(3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。(4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水，难溶于有机溶剂。解题反思变式训练

8、1 下列说法中正确的是( )A.固态能导电的晶体一定是金属晶体B.固态不能导电，水溶液能导电的晶体一定是离子晶体C.熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体D.固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体解析答案解析解析固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如硅和石墨等不是金属晶体，A不正确；固态不能导电，水溶液能导电的晶体不一定是离子晶体，如P2O5等不是离子晶体，B不正确；金属熔融状态也能导电，C不正确；离子晶体是阴、阳离子组成的，固态时阴、阳离子不能自由移动，不导电，熔融状态时电离出自由移动的离子而导电。答案答案D离子晶体在固态下不导电，熔融状态导电；共价化合物在固态和熔融状态均不导电，故可以通

9、过熔融状态能否导电的实验检验某化合物是否为离子晶体。解题反思二、金属晶体和离子晶体熔、沸点的比较1.金属晶体熔、沸点的规律(1)金属的熔、沸点取决于金属键的强弱，一般金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部金属键越强，晶体熔、沸点越高。(2)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。(3)同一周期主族金属单质的熔点由左到右升高；同一主族金属单质的熔点自上而下降低。(4)合金的熔点低于成分金属的熔点。2.离子晶体熔、沸点的规律一般来说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越

10、强，晶体熔、沸点越高。解析答案例2 根据表格数据回答下列有关问题：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示： NaBrNaClMgO离子的核间距/pm290276205晶格能/kJmol1 7873 890NaBr晶体比NaCl晶体晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是_。NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是_。(2)NaF的熔点_ 的熔点(填“”、“Mg2，故空心球应为O2，实心球应为Mg2；图中应该黑白球交替出现，故8号球应为实心球。空心球应为O2，实心球应为Mg2；8号空心球应改为实心球(2)M

11、gO是优良的耐高温材料，MgO的熔点比CaO的高，其原因是_。Mg2半径比Ca2小，解析解析MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大，熔点高。解析答案(3)Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO _ (填“”)FeO，NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_、_。MgO的晶格能大解析解析NiO晶胞与NaCl晶胞相同，所以Ni和O的配位数都是6，离子半径Ni2FeO，所以熔点NiOFeO。66(4)已知CaO晶体密度为a gcm3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为_cm3。解析答案解析解析 CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以

12、CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积为 。(5)CaC2晶体的晶胞结构如图所示， CaC2晶体中含有哑铃形 的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2周围距离最近的 数目为_ 。解析答案解析解析 一个 Ca2吸引6个 ，由于晶胞沿一个方向拉长，1个Ca2周围距离最近的 为4个。46.回答下列问题：(1)铜的堆积方式属于A1型紧密堆积，其晶胞示意图为_(填序号)。晶胞中所含的铜原子数为_个。解析答案金属铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为a cm。又知铜的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为_ 。(2)1 183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，1 183

13、K以上转变为图2所示的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。答案铁原子的简化电子排布式为_；铁晶体中铁原子以_键相互结合。Ar3d64s2金属在1 183 K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为_；在1 183 K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为_。解析答案解析解析在1 183 K以下的纯铁晶体中，与体心铁原子等距离且最近的铁原子是8个顶点的铁原子；在1 183 K以上的纯铁晶体中，与面心铁原子等距离且最近的铁原子有12个。812纯铁晶体在晶型转变前后，两者基本结构单元的边长之比为(1 183 K以下与1 183 K以上之比)_。转变温度前后两者的密度之比为(1 183 K以下与1 183 K以上之比)_。解析答案(3)铝单质的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。解析答案若已知铝原子半径为d，NA表示阿伏加德罗常数，相对原子质量为M，请回答：晶胞中Al原子的配位数为_，一个晶胞中Al原子的数目为_。该晶体的密度可表示为_。返回返回