化学：3.2.1《金属晶体》省级一等奖优质课课件培训资料.ppt

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1、化学：化学：3.2.13.2.1金属晶体金属晶体省级一等奖优质课课件省级一等奖优质课课件1、下列说法一定正确的是、下列说法一定正确的是（）A其水溶液导电的一定是离子晶体其水溶液导电的一定是离子晶体B熔融态导电的熔融态导电的一定是离子晶体一定是离子晶体C固态导电的一定是金属晶体固态导电的一定是金属晶体D固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体2、某物质有以下性质：、某物质有以下性质：是电解质是电解质溶解时有化学溶解时有化学键的破坏键的破坏熔化时没有化学键的破坏，则该物质熔化时没有化学键的破坏，则该物质固态时属于固态时属于()A原子晶体原子晶体B离子晶体离子晶体C分

2、子晶体分子晶体D金属晶体金属晶体DHCl，分子晶体，分子晶体石墨石墨金属晶体金属晶体变式练习变式练习C分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不，熔融态不导电；导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点、溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态不导，熔融态不导电；电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电电_原子晶体原子晶体分子晶体分子

3、晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体巩固练习巩固练习1、下列物质属于分子晶体的化合物是（）A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐C练习2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是A、分子内共价键 B、分子间作用力C、分子间距离 D、分子间的氢键BC3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（）A、离子键 B、极性键 C、非极性键 D、范德华力A4.下列晶体中不属于原子晶体的是（）A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶 A5.下列各项所述的数字不是6的是（）A.在NaCl晶体中，与一个Na+最近的且距离相 等的Cl-的个数 B.在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数 C.在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子

4、个数 D.在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳 原子个数 C6、科学家最近又发现了一种新能源“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4nH20)。其形成：埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。又知甲烷同CO2一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是 ()A.离子晶体 B.分子晶体 C.原子晶体 D.金属晶体B课前自主学案课前自主学案一、金属键与金属晶体一、金属键与金属晶体(1)金属键定义：金属键定义：金属离子和自由电子之间金属离

5、子和自由电子之间 的强烈的相互作用，叫金属键。的强烈的相互作用，叫金属键。(2)成键微粒是成键微粒是_和和_。金属阳离子自由电子(3)在金属晶体中，原子间以在金属晶体中，原子间以_相结合。相结合。(4)金属晶体的性质：优良的金属晶体的性质：优良的_、_、_。金属键导电性导热性 延展性（1 1）金属键存在于金属单质和合金中。）金属键存在于金属单质和合金中。（2 2）金属键没有方向性也没有饱和性。）金属键没有方向性也没有饱和性。（3 3）在晶体中，不存在单个分子）在晶体中，不存在单个分子（4 4）金属阳离子被自由电子所包围。）金属阳离子被自由电子所包围。二、金属的结构二、金属的结构三三、影响金属键

6、强弱的因素及金属键对物质性质的影响：金属阳离子所带电荷越多、金属阳离子所带电荷越多、离子半径越小，金属键越强。离子半径越小，金属键越强。一般情况下，一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定金属晶体熔点由金属键强弱决定所带的电荷阳离子半径越小，所带的电荷所带的电荷阳离子半径越小，所带的电荷越多，越多，自由电子越多，自由电子越多，熔点就会越高。熔点就会越高。金属熔、沸点高低的比较金属熔、沸点高低的比较（1）金属晶体的熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(38.9)，而铁、钨等金属熔点很高。这是金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同而造成的差别。(2)同周期金属单质，从左到右熔、沸

7、点升高。(3)同主族金属单质，从上到下熔、沸点降低。(4)合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。特别提醒：(1)金属晶体在受外力作用下，各层之间发生相对滑动，但金属键并没有被破坏；(2)金属晶体中只有金属阳离子，无阴离子；(3)原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体；(4)分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。例例2 2物质结构理论指出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。根据研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的

8、是()A镁的硬度大于铝B镁的熔、沸点高于钙C镁的硬度大于钾D钙的熔、沸点高于钾【思路点拨】解答本题时要注意以下两点：(1)金属晶体熔、沸点高低决定于金属键的强弱。(2)金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属键越强。【解析】此题考查的是金属晶体的性质，如硬度和熔、沸点的比较。比较依据：看价电子数和原子半径，价电子数：MgK，KAl，MgCa，MgCa，综合分析，镁的硬度小于铝；镁的熔、沸点高于钙；镁的硬度大于钾；钙的熔、沸点高于钾。故A错误。【答案】A晶体熔沸点高低的判断晶体熔沸点高低的判断 不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体一般：原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体（

9、有例外）分子晶体（有例外）同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较 原子晶体：原子晶体：原子半径越小原子半径越小键长越短键长越短键能越大键能越大熔沸点越高熔沸点越高 分子晶体：分子晶体：相对分子质量越大（有氢键的反常有氢键的反常）熔沸点越高熔沸点越高 金属晶体：金属晶体：金属阳离子电荷数越高，半径越小金属阳离子电荷数越高，半径越小熔沸点越高熔沸点越高 思考感悟思考感悟1试分析比较金属键和共价键、离子键的异同点。试分析比较金属键和共价键、离子键的异同点。【提示】相同点：三种化学键都是微粒间的电性作用。不同点：共价键是相邻两原子间的共用电子对；离子键是阴、阳离子间产生静电作用；金属

10、键是金属离子与自由电子的静电作用。思考感悟思考感悟2(1)金属晶体都是纯净物吗？金属晶体都是纯净物吗？(2)金属导电与电解质溶液导电有什么区别？金属导电与电解质溶液导电有什么区别？【提示】(1)金属晶体包括金属单质及其合金。(2)金属导电的微粒是电子，电解质溶液导电的微粒是阳离子和阴离子；金属导电过程不生成新物质，属物理变化，而电解质导电的同时要在阴、阳两极生成新物质，属于化学变化，故二者导电的本质是不同的。【思考思考1】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减，试用金属键理论加以解释。大而递减，试用金属键理论加以解释。同主族元素从上到下，原子（离子）半

11、径依次同主族元素从上到下，原子（离子）半径依次增大，则单质中所形成金属键依次减弱，故碱增大，则单质中所形成金属键依次减弱，故碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减。【思考思考2】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小。的大小。同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，原子（离子）半径依次减弱，则单质中所形成原子（离子）半径依次减弱，则单质中所形成金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小顺序是：钠镁铝。点和硬度的大小顺序是：钠

12、镁铝。资料资料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞 -38.87熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨 3410硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯 0.2硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬 9.0最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金1.1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（金属晶体的形成是因为晶体中存在（）A.A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互

13、作用 D.D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用练习练习C1.1.金属能导电的原因是（金属能导电的原因是（）A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱相互作用较弱 B B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下金属晶体中的自由电子在外加电场作用下 可发生定向移动可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用 下可发生定向移动下可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 练习练习B3.3.下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A.A

14、.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴 离子离子B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，不含分子晶体中只存在分子间作用力，不含 有其他化学键有其他化学键B练习练习知识回顾：知识回顾：三种晶体类型与性质的比较三种晶体类型与性质的比较晶体晶体类类型型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体作用力作用力构成微粒构成微粒物物理理性性质质熔沸点熔沸点硬度硬度导电导电性性共价键共价键范德华力范德华力金属键金属键原子原子分子分子金属阳离

15、子金属阳离子和自由电子和自由电子很高很高很低很低差别较大差别较大很大很大很小很小差别较大差别较大无无（硅为半导体）（硅为半导体）无无导体导体金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型（1 1）几个概念）几个概念 紧密堆积紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽：微粒之间的作用力使微粒间尽 可能的相互接近，使它们占有最小的空间可能的相互接近，使它们占有最小的空间 配位数配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的：在晶体中与每个微粒紧密相邻的 微粒个数微粒个数 空间利用率空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积：晶体的空间被微粒占满的体积 百分数，用它来表示紧密堆积的程度百分数，用它来表示紧密堆积的程度思考

16、思考:1.如果把金属晶体中的原子看成直径相等的如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体球体,把他们放置在平面上把他们放置在平面上,有几种方式有几种方式?2.上述两种方式中上述两种方式中,与一个原子紧邻的原子数与一个原子紧邻的原子数(配位配位数数)分别是多少分别是多少?哪一种放置方式对空间的利用率较哪一种放置方式对空间的利用率较高高?行列对齐行列对齐四球一空四球一空行列相错行列相错三球一空三球一空密置层密置层非密置层非密置层配位数：4配位数：6（2）金属晶体的原子在二维平面堆积模型）金属晶体的原子在二维平面堆积模型思考交流思考交流:1.对于非密置层在三维空间有几种堆积方式对于非密置层在三维空间有

17、几种堆积方式?请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。上下对齐上下对齐 简单立方简单立方（3）金属晶体的原子在三维空间堆积模型）金属晶体的原子在三维空间堆积模型晶胞的形状是什么？晶胞的形状是什么？含几个原子？含几个原子？1 1、简单立方堆积、简单立方堆积Po配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：6152%简单立方堆积简单立方堆积 空间利用率空间利用率=晶胞含有原子的体积晶胞含有原子的体积/晶胞体积晶胞体积 100%设原子半径为设原子半径为r、晶胞边长为晶胞边长为a 2、体心立方堆积体心立方堆积-钠、钠、钾、铁等钾、铁等非密置层的

18、另一种堆积是将上层金属原非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中子填入下层的金属原子形成的凹穴中配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：868%2空间利用率计算空间利用率计算设原子半径为r、晶胞边长为a，根据勾股定理，得：+a 2=(4r)2空间利用率空间利用率 =晶胞含有原子的体积晶胞含有原子的体积/晶胞体积晶胞体积 100%（2a）2-123456第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5 位。(或对准 2，4，6 位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层。对第一、二层来说，第三层关键是第三层。对第一、二层

19、来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。可以有两种最紧密的堆积方式。思考：密置层的堆积方式有哪些？思考：密置层的堆积方式有哪些？下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA123456 第一种是将第三层的球第一种是将第三层的球对准第一层的球。对准第一层的球。配位数配位数 。(同层同层 ，上下层各上下层各 。)12 63镁型镁型 六方密堆积六方密堆积3、按密置层的堆积方式的第一种：按密置层的堆积方式的第一种：六方密堆积六方密堆积配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：74%122第二种第二种是将是将第三层第三层球对准球对准第一层的第一

20、层的 2 2，4 4，6 6 位位，不不同于同于 AB AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C C 层。层。123456123456123456ABCAABC第四层再排第四层再排 A A，于是于是形成形成 ABC ABC ABC ABC 三三层一个周期。层一个周期。得到得到面心立方堆积面心立方堆积。配位数配位数 。(同层同层 ，上下层各上下层各 )126 34 4、铜型、铜型 面心立方面心立方 按密置层的堆积方式的第二种：按密置层的堆积方式的第二种：面心立方堆积面心立方堆积配位数：配位数：空间占有率：空间占有率：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：74%124堆积堆积模型模型采纳这种堆积采纳

21、这种堆积的典型代表的典型代表空间空间利用利用率率配位配位数数晶胞图晶胞图晶胞中的晶胞中的微粒数微粒数简单简单立方立方Po(Po(钋钋)52%52%6 61 1体心体心立方立方LiLi、K K、NaNa、FeFe68%68%8 82 2六方六方最密最密MgMg、ZnZn、TiTi74%74%12122 2面心面心立方立方最密最密Ca、Cu,Ag,Cu,Ag,Al、AuAu74%74%12124 4小结：小结：常见金属晶体的堆积方式常见金属晶体的堆积方式A1型型A3型型A2型型练习1.1.金属的下列性质中，不能用金属的电金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是（子气理论加以解释的是（）

22、A.A.易导电易导电 B.B.易导热易导热 C.C.有延展性有延展性 D.D.易锈蚀易锈蚀D2、金属晶体堆积密度大，原子配位、金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是（数高，能充分利用空间的原因是（）A.金属原子的价电子数少金属原子的价电子数少B.金属晶体中有自由电子金属晶体中有自由电子C.金属原子的原子半径大金属原子的原子半径大D.金属键没有饱和性和方向性金属键没有饱和性和方向性D3、下列有关金属键的叙述错误的是()A金属键没有饱和性和方向性B金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C金属键中的电子属于整块金属D金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关BD金属

23、晶体具有良好的延展性，是因为金属金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键解析：选A。金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光再发射出来，因此金属一般显银白色。金属导电性正是由于金属原子之间共享了价电子，才使得金属晶体中有了自由移动的电子，也才能在外电场的作用下使电子作定向移动形成电流。C和D均正确。变式训练2按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A由分子间作用力结合而成，熔点低B固体或熔融后易导电，熔点在1000左右C由共价键结合成网状结构，熔点高D固体和熔融状态不导电，但溶于水后可能导电解

24、析：选B。A为分子晶体，B中固体能导电，熔点在1000左右，不是很高应为金属晶体，C为原子晶体，D为分子晶体。2在金属晶体中最常在金属晶体中最常见见的三种堆的三种堆积积方式有：方式有：(1)配位数配位数为为8的是的是_密堆密堆积积。(2)配位数配位数为为_的是面心立方最密堆的是面心立方最密堆积积。(3)配位数配位数为为_的是的是_堆堆积积。其中以其中以ABAB方式堆方式堆积积的的_和和以以ABCABC方式堆方式堆积积的的_空空间间利利用率相等，就堆用率相等，就堆积层积层来看，二者的区来看，二者的区别别是在第是在第_层层。解解析析：要要熟熟记记金金属属晶晶体体中中最最常常见见的的三三种种堆堆积积

25、方方式式中，各种堆中，各种堆积积方式的不同特点。方式的不同特点。答答案案：(1)体体心心立立方方(2)12(3)12六六方方最最密密六方最密堆六方最密堆积积面心立方最密堆面心立方最密堆积积三三 关关于于金金属属晶晶体体的的体体心心立立方方密密堆堆积积的的结结构构型型式式的叙述中，正确的是的叙述中，正确的是()A晶胞是六棱柱晶胞是六棱柱 B属于属于A2型密堆型密堆积积C每个晶胞中含每个晶胞中含4个原子个原子D每个晶胞中含每个晶胞中含5个原子个原子例例例例1 1BA图图(a)为为非密置非密置层层，配位数，配位数为为6B图图(b)为为密置密置层层，配位数，配位数为为4C图图(a)在三在三维维空空间间

26、里堆里堆积积可得可得镁镁型和型和铜铜型型D图图(b)在三在三维维空空间间里堆里堆积仅积仅得得简单简单立方立方变变式式训训练练1金金属属原原子子在在二二维维空空间间里里的的放放置置有有下下图图所所示示的的两两种种方方式式，下下列列说说法法中中正正确确的是的是()解解析析：选选C。金金属属原原子子在在二二维维空空间间里里有有两两种种排排列列方方式式，一一种种是是密密置置层层排排列列，一一种种是是非非密密置置层层排排列列。密密置置层层排排列列的的空空间间利利用用率率高高，原原子子的的配配位位数数为为6，非非密密置置层层的的配配位位数数较较密密置置层层小小，为为4。由由此此可可知知，图图中中(a)为为密密置置层层，(b)为为非非密密置置层层。密密置置层层在在三三维维空空间间堆堆积积可可得得到到镁镁型型和和铜铜型型两两种种堆堆积积模模型型，非非密密置置层层在在三三维维空空间间堆堆积积可可得得简简单单立立方方和和钾钾型型两两种种堆堆积积模型。所以，只有模型。所以，只有C选项选项正确。正确。