人教化学选修3第三章第3节-金属晶体导学案无答案.doc

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1、知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根1/4第三节第三节金属晶体金属晶体一、金属键一、金属键1、金属键定义：和之间的强烈的相互作用。2、成键微粒：和。3、成键本质：4、金属键特征：思考：思考：试分析比较金属键和共价键、离子键的异同相同点：三种化学键都是微粒间的作用。不同点：二二“电子气理论电子气理论”及其及其解释金属的物理通性金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。(1)对导电性导电性的解释金属晶体中的自由电子在外电场作用下_形成电流。(2)对导热性导热性的解释自由电子在运动时会与金属离子碰撞，引起能量交换，能量从温度高的部分传到温

2、度低的部分，使整块金属达到相同的温度。热导率随温度升高而降低。(3)对金属延展性延展性的解释当金属受到外力作用时，晶体中的各离子层就会发生_，但金属离子与自由电子仍保持相互作用，金属形变但不会断键。而且弥漫在金属原子之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，从而使金属具有良好的延展性。(4)颜色、光泽：可见光照射到金属表面上时，自由电子能够吸收所有频率的光，并很快放出这些光。金属粉末晶面取向杂乱，吸光后辐射不出去，所以暗灰色、黑色。(5)硬度和熔沸点：金属晶体多数熔点高，差异很大。高的如 W、Pt，低的如 Hg、Cs这与金属键的强弱有关。一般规律：原子半径越小、金属键就越；金属阳离子

3、所带的电荷越多，金属键就越。金属键越强，硬度就越，熔沸点就越。练习：比较下列金属的熔点：LiNaKRb；NaMgAl(6)对合金性能的解释当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，使金属的_甚至_发生改变。一般规律：合金的熔沸点于各组分，硬度于各组分。思考：思考：金属晶体都是纯净物吗？比较电解质溶液、金属晶体导电的区别类别电解质溶液金属晶体导电粒子过程（填化学变化、物理变化）温度影响温度越高，导电能力越温度越高，导电能力越三、金属晶体的原子堆积模型三、金属晶体的原子堆积模型1二维空间模型二维空间模型：金属原子在二维平面里放置有_和_两种方式，配

4、位数分别为_和_，如图：2 2三维空间模型三维空间模型(1)简单立方堆积相邻_(填“密置层”或“非密置层”)的原子核在同一直线上的堆积，其空间利用率_%，配位数为_。晶胞构成：一个立方体，每个晶胞含_个原子，如金属_。(2)体心立方堆积(钾型)是按_(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率_%，配位数为_。晶胞构成：_立方，每个晶胞含_个原子，如碱金属。(3)面心立方最密堆积(铜型)和六方最密堆积(镁型)面心立方最密堆积和六方最密堆积都是按_(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率均为_%，配位数均为_。面心立方最密堆积面心立方最密堆积：按_方式堆积，每个晶胞含

5、_个原子，如 Cu、Ag、Au。六方最密堆积六方最密堆积：按_方式堆积，每个晶胞含_个原子，如 Mg、Zn、Ti；知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根2/4归纳：1、金属晶体原子堆积模型类型简单立方堆积体心立方堆积钾型面心立方最密堆积铜型六方最密堆积镁型代表金属配位数(晶 体 结 构 中，与 任 何 一个 原 子 最 近 的 原 子 数 目)晶胞占有的原子数原子半径（r）与立方体边长（a）的关系注：相邻的球彼此接触r(原子)=2a注：体心对角线上的球彼此接触注：立方体面上对角线上的球彼此接触不做计算要求。空间利用率(晶胞中原子体积占晶胞 空 间 的 百 分 率）四、混合晶体石墨不

6、同于金刚石，它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈 sp3杂化，而是呈杂化，形成平面六元并环结构，因此石墨晶体是层状结构的，每一层内部碳原子间是靠相维系，层内的碳原子的核间距为 142pm 层间距离为 335pm，说明层间没有化学键相连，是靠维系的；石墨中每个碳原子提供三个电子参加成键形成平面网状结构，碳原子最外层上的另一个电子成为自由电子，并通过自由电子在层间产生范德华力。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。第四节第四节 离子晶体离子晶体离子键：一、离子晶体一、离子晶体1概念概念：由_和_通过_结合而成的晶体。2构成离子晶体的微粒：

7、构成离子晶体的微粒：_和_。3微粒间的作用力：微粒间的作用力：_。注：离子键_方向性和饱和性4种类种类：繁多，离子晶体有强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐提示：典型的离子晶体多数为活泼金属（K、Ca、Ba、Na、Mg）化合物及铵盐不存在单个小分子，为“巨分子”。思考：1、下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？干冰、NaOH、H2SO4、K2SO4、NH4Cl、CsCl2、下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？Na2ONH4ClO2Na2SO4NaClCsClCaF2思考：1、凡是含有阳离子的晶体中一定有阴离子？2、凡是含金属阳离子的晶体一定是离

8、子晶体？3、凡是离子晶体必含金属阳离子?4、离子晶体只含离子键?5、共价化合物中也可含离子键?5离子晶体的性质离子晶体的性质(1)离子晶体熔、沸点_（常温下都为态），难挥发(一般，熔点_500)。原因：离子键较强，克服离子键需要较多的能量。(2)离子晶体的硬而脆。理由：硬：离子键较强；脆：受力后部分离子键断裂，晶体破碎。知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根3/4CaF2型Ca2+F(3)离子晶体不导电，离子键较强，阴阳离子不能自由移动。但是在_或_中可导电。离子键受热或在水分子作用下断裂，可移动。(4)溶解性：大多数离子晶体溶于极性溶剂，溶于非极性溶剂。原因：可看成强极性键。二二

9、常见离子晶体的空间结构常见离子晶体的空间结构1、AB 型离子晶体的空间结构（一）（一）NaCl 型型（r+/r=0.525）（1）NaCl 晶胞：一个 NaCl 晶胞中含有_个 Na，_个 Cl，该晶胞中 NaCl 的单元数为_。（2）配位数：每个 Na+相邻最近且距离相等的 Cl有_个，每个Cl相邻最近且距离相等的Na有_个NaCl 晶体中 Na的配位数是_，Cl的配位数是_这 6 个 Na（或 Cl）围成一个_构型。（3）等距离相邻的离子：每个 Na相邻最近且距离相等的 Na有_个，每个 Cl相邻最近且距离相等的 Cl有_个。（二）（二）CsCl 型型（r+/r=0.934）（1）CsCl

10、 晶胞：一个 CsCl 晶胞中含有_个 Cs，含有_个 Cl，该晶胞中 CsCl 的单元数为_。（2）配位数：每个 Cs相邻最近且距离相等的 Cl有_个，每个 Cl相邻最近且距离相等的 Cs有_个。CsCl 晶体中阴、阳离子的配位数为_。（3）等距离相邻的离子：每个 Cs相邻最近且距离相等的 Cs有_个，每个 Cl相邻最近且距离相等的 Cl有_个。（三）（三）ZnS 晶胞晶胞：1 个 ZnS 晶胞中，有个 S2，有个 Zn2。Zn2的配位数为,S2的配位数为。(2)其它离子晶体的空间结构：（四）（四）CaF2晶胞晶胞（1）CaF2晶胞：一个 CaF2晶胞中含有_个 Ca2，_个 F，该晶胞中

11、CaF2的单元数为：_（2）配位数：每个 Ca2相邻最近且距离相等的 F有_个，每个 F相邻最近且距离相等的 Ca2有_个。CaF2的晶体中，Ca2和 F的配位数不同，Ca2的配位数为_，F的配位数为_。讨论：为什么 AB 型离子晶体 NaCl、CsCl 化学式相似，配位数不同？空间结构不同？二、决定离子晶体结构（配位数）的因素二、决定离子晶体结构（配位数）的因素配位数：离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配 位数。（配位数缩写为 C.N.）(1)几何因素，即晶体中正负离子的_。半径比（r+/r_）0.20.40.40.70.71.01.0配位数46810代表物ZnSNaClC

12、sClCsF结论：AB 型离子晶体中，阴阳离子的配位数相等，正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大。(2)电荷因素，即晶体中正负离子的电荷比。例如 CaF2晶体，如果正负离子的电荷不同，正负离子的个数必定不相同，结果，正负离子的配位数就不会相同。(3)键性因素，即离子键的纯粹程度（不要求）。三三、晶格能、晶格能1概念概念_形成_离子晶体_的能量。符号和单位：符号为 U，常用单位是 kJmol1，取正值。如 Na(g)+Cl(g)NaCl(s)，H=786 kJmol1。NaCl(s)Na(g)+Cl(g)，H=+786 kJmol1。NaCl 晶体的晶格能是 786 kJmol12影响晶格能

13、大小的因素影响晶格能大小的因素(1)离子的半径（离子核间距）：阴、阳离子的半径越小，晶格能越_。晶格能大小：NaF_NaCl_NaBr_NaILiCl_NaCl_KCl_RbCl_CsClMgO_CaO(2)离子所带电荷：阴、阳离子所带的电荷越多，晶格能_。晶格能大小：MgO_NaCl(3)晶格能还与离子晶体的结构类型有关。3晶格能的作用晶格能的作用(1)晶格能越大，形成的离子晶体越稳定（离子键越强）NaF_NaCl_NaBr_NaIMgO_CaOCs+ClCsCl型知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根4/4Na+ClNaCl型(2)晶格能越大，熔点越高NaF_NaCl_NaBr

14、_NaIMgO_CaO(3)晶格能越大，硬度越大(4)晶格能也影响了岩浆晶出的次序，晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出四、晶体的密度四、晶体的密度gcm3，摩尔质量，摩尔质量 M gmol1，NA，晶胞边长，晶胞边长 a cm 的关系。的关系。1、NaCl 晶体的密度为g/cm3，NaCl 的摩尔质量为 M gmol1，阿伏伽德罗常数用 NA表示，棱边上 Na与 Cl相切或紧密接触（如下图）。（1）NaCl 晶胞的边长 a_ cm（2）最近的两个 Na的距离为_ cm2、CsCl 的晶体的密度为 g/cm3，CsCl 的摩尔质量为 M gmol1，阿伏伽德罗常数用 NA表示，晶胞的边长为 a

15、 cm。则四者的关系为_。3、CaF2的晶体的密度为 g/cm3，CaF2的摩尔质量为 M gmol1，阿伏伽德罗常数用 NA表示，晶胞的边长为 a cm。则四者的关系为_。本章知识点总结：本章知识点总结：1、物质熔沸点的比较（1）常温常压下，看状态固态物质液态物质气态物质（2）看晶体类型一般情况下，原子晶体 离子晶体 分子晶体金属晶体熔沸点差异较大，不放入比较。（3）同种类型晶体：则比较晶体内微粒之间相互作用力的大小原子晶体：看共价键的强弱，取决于键长即成键原子半径大小只要成键原子半径小即键长短，则键能大，熔点高。如金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。离子晶体：看离子键的强弱

16、，取决于阴、阳离子半径大小和带电荷数阴、阳离子半径越小，带电荷数之积越大（主要因素），则离子键越强，熔、沸点越高。如NaCl、NaBr、Nal；NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。分子晶体：分子间作用力(一般先氢键后范德华力)在组成结构均相似的分子晶体中，相对分子质量大的分子间作用力就大，熔点就高。如：F2、Cl2、Br2、I2和 HCl、HBr、HI 等均随式量增大，熔沸点升高。但结构相似的分子晶体，有氢键存在熔、沸点较高。另，若相对分子质量相近，则比较分子极性，极性越大，分子间作用力就大，熔点就高。金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数即金属原子的价电子数。

17、在元素周期表中，同周期，从左往右，金属价电子数增多，阳离子半径减小，其熔、沸点逐渐升高。如 Na，Mg，Al，熔、沸点就依次升高。而在同一主族中，从上往下，金属原子半径逐渐增大，其熔沸点逐渐减小。如 Na、K、Rb 的熔、沸点依次降低。2离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较四种晶体的比较四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体定义分子间通过_形成的晶体相邻原子间通过_结合而成的立体网状的晶体由和间相互作用形成的晶体阴阳离子间通过_形成的晶体构成的粒子粒子间作用力代表物熔沸点相差较大硬度硬而脆决定熔点、沸点高主要因素溶解性相似相溶难溶解难溶于水（钠、钙等与水反应）多数易溶于水等极性溶剂导电性熔化时不导电，其水溶液可导电。有的能导电，如晶体硅，但金刚石不导电晶体导电，熔化时也导电熔化或溶于水时能导电。注：石墨属于混合晶体。Na+ClClNa+Na+Na+ClClCl