【高中化学】金属晶体与离子晶体第1课时课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体第三章晶体结构与性质课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究那么，金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？观察金属置换反应中金属的生长过程，可知：金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究一、金属键描述金属键的理论：电子气理论 把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子(自由电子)形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。自由电子金属阳离子静电作用

2、【注意】金属键无方向性和饱和性，存在于纯金属和合金中。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究二、金属晶体 不同金属中金属键的强度差别很大。例如，金属钠的熔点较低、硬度较小，而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属，这是由于形成的金属键强弱不同的缘故。1、构成微粒及微粒间作用力金属阳离子和自由电子金属键金属晶体构成粒子粒子间的作用力(静电作用)在常温下，金属(除汞外)都是晶体，其中除锗、灰锡外都是金属晶体。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，分析金属晶体的熔沸

3、点(金属键的强弱)与哪些因素有关？晶体离子半径/pm离子所带电荷数熔点/沸点/Li7611801340Na102197.72883K138163.65759Mg7226511107Al53.536602324金属阳离子半径大小；金属阳离子所带电荷数的多少；知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究判断方法：金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，熔沸点就相应越高，硬度也越大。2、金属晶体的物理性质(1)熔、沸点及硬度相差较大(2)具有延展性、导电性、导热性、金属光泽等物理通性如何解释金属晶体的物理通性？知识精讲小杨老师 15521324728版权

4、归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究“电子气理论”解释金属的物理通性延展性：在金属晶体中，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。外力知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究“电子气理论”解释金属的物理通性导电性：在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。外加电场知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：

5、杨sir化学侵权必究“电子气理论”解释金属的物理通性导热性：在金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究“电子气理论”解释金属的物理通性金属光泽：由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出

6、去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究【思考与讨论】(1)含有阳离子的晶体中一定含有阴离子吗?(2)纯铝硬度不大，形成硬铝合金后，硬度很大，金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变化?不一定。如金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，但没有阴离子；但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，影响了金属的延展性和硬度。本节小结小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究晶体类型

7、原子晶体分子晶体金属晶体构成微粒微粒间作用力物理性质熔沸点硬度导电性实例金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅 C60、S8、白磷等Ag、Cu、Fe、钢铁等分子原子金属阳离子和自由电子共价键分子间作用力金属键很高较低差别较大很大较小差别较大无（硅为半导体）无易导电【归纳对比】对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究1、正误判断(1)金属在常温下都是晶体()(2)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()(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏()(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(

8、)(5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金()(6)金属的电导率随温度的升高而降低()对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究3、下列叙述正确的是()A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用C.价电子数越多，金属元素的金属性越强D.含有金属元素的离子不一定是阳离子D2、下列有关金属晶体中说法中正确的()A.常温下都是晶体B.最外层电子数少于3个的都是金属C.任何状态下都具有延展性D.都能导电和传热D对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、下列对于

9、金属熔、沸点、硬度的判断正确的是()A.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C.金属铝的硬度大于金属钠D.金属镁的硬度小于金属钙C4、金属能导电的原因是()A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用较弱B.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C.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 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子B第三节金属晶体与离子晶体第2课时离子晶体第三章晶体结构与性质课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究下列晶体构成微粒有什么共同点？胆矾(蓝矾)CuSO45H2O萤石CaF

10、2重晶石BaSO4烧碱NaOH它们都是由阳离子和阴离子构成的离子化合物。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究一、离子晶体1、定义：由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体2、构成微粒及微粒间作用力阴、阳离子离子键离子晶体构成粒子粒子间的作用力【注意】有的离子晶体中还存在电中性分子(如H2O、NH3等)，所以这些离子晶体中还存在共价键、分子间作用力等。氯化钠晶胞结构(静电作用)无方向性与饱和性知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究3、常见的离子晶体由离子化合物(强碱、活泼金属氧化物、绝大部分盐)结晶形成。典型离

11、子晶体NaCl晶体CsCl晶体晶胞结构示意图 晶胞中所含离子数Na：_ Cl：_Cs：_ Cl：_阴、阳离子个数比_Cl的配位数_Na(Cs)的配位数_Na+Cl-Cs+Cl-44111:11:1配位数：一个离子周围紧邻的异电性离子的数目中心中心6868知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究为什么NaCl晶体、CsCl晶体组成相似，熔、沸点且相差较大？4、离子晶体的性质 熔、沸点较高，硬度较大，难于压缩，绝大多数离子晶体能溶于水、难溶于有机溶剂，在水溶液或熔融状态下能导电。因为NaCl晶体和CsCl晶体中形成的离子键的强度不同。知识精讲小杨老师 15

12、521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究 晶体离子间距/pm离子所带电荷数熔点/NaCl2761801NaBr2901750MgO20522800CaO23922576请根据表格分析，离子晶体中离子键的强度与什么因素有关？这些因素是如何影响离子键强度的？与离子半径(间距)和离子所带电荷有关【规律】离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强，熔、沸点就越高，硬度也越大。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究【思考与讨论】我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为 3410。而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？化合物

13、熔点/化合物熔点/CaO2613Na2SO4884CuCl21326Ca2SiO42130NH4NO3169.6Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270 离子晶体的熔沸点相差很大，有的比共价(分子)晶体高，有的也比共价(分子)晶体低。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究离子晶体在水溶液或熔融状态下导电与金属导电有什么不同?金属晶体的导电性与金属晶体中自由电子有关，在外加电场条件下，自由电子定向运动而形成电流。与电源负极相连的电极与电源正极相连的电极知识精讲小杨老师 15521324728

14、版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究离子晶体在水溶液或熔融状态下导电与金属导电有什么不同?离子晶体固态时不能导电，因为阴阳离子不能自由移动，在熔融或水溶液状态下发生电离，产生自由移动的阴阳离子，离子晶体才能够导电。NaCl溶液能够导电熔融的NaCl能够导电知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究离子晶体是否像金属晶体一样具有较好的延展性?施加外力发生滑动同种电荷相互排斥，使晶面裂开离子晶体较脆，延展性较差知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究【归纳对比】晶体分子晶体离子晶体共价晶体金属晶体构成微粒分子阴

15、、阳离子原子金属离子、自由电子微粒间作用力范德华力(少数有氢键)离子键共价键金属键性质熔、沸点较低较高很高差别较大硬度较小较大很大差别较大溶解性相似相溶多数溶于水不溶不溶，有些与水反应导电性固态、液态均不导电，部分溶于水时导电固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电多数在固态、熔融时都不导电，少数为半导体固态、熔融态时导电科学 技术 社会小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究离子液体 离子晶体的熔点，有的很高，如CaO的熔点为2613，有的较低，如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔点分别为170、109。早在1914年就有人发现，引入有机基团可降

16、低离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3的熔点只有12，比NH4NO3低了158!到20世纪90年代，随着室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物的优异性质不断被开发利用，才意识到它们的巨大价值，并将它们定义为离子液体。对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究2、下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是()A.NaClB.Na2O C.Na2O2 D.NaOHD3、下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是()A.CO2和SiO2 B.NaCl和HCl C.CO2和CS2 D.CCl4和MgCl2C1、下列物质的晶体一定属于离子晶体的是()A.在水中能电离出离子

17、的物质B.在水中能电离出SO42-的化合物C.在水中能电离出Na+的化合物D.熔化时化学键无变化的化合物C对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究4、关于晶体的下列说法中，正确的是()A.共价晶体中可能含有离子键B.离子晶体中可能含有共价键C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键D.任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子B5、下面排序不正确的是()A.晶体的熔点由高到低排列SiO2 CaCl2 CCl4 CF4B.硬度由大到小：金刚石 碳化硅 晶体硅C.熔点由高到低：Na Mg Al D.熔点由高到低：NaF NaCl NaBr NaI C第三节金属晶

18、体与离子晶体第3课时过渡晶体与混合型晶体第三章晶体结构与性质课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究那么，晶体类型之间存在绝对的界限吗？我们已经学习了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。共价晶体金属晶体离子晶体分子晶体CO2NaClSiO2Cu纯粹的典型晶体是不多的！大多数晶体是它们之间的过渡晶体。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究一、过渡晶体氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO2Cl2O7离子键的百分数/%62504133离子键成分的百分数更小第三周期元素几种氧化物的化学

19、键中离子键成分的百分数这些晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键晶体既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体离子晶体与共价晶体的过渡晶体当做分子晶体处理当做共价晶体处理当做离子晶体处理性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究离子键的百分数和什么因素有关？化合物键型离子键的百分数电负性差值CsCl离子键75%3.16 0.79 2.37HCl极性共价键20%3.16 2.22 0.94Cl2非极性共价键03.16 3.16 0电负性差值越大，离子键成分的百分数越大知识精讲小杨老师 155

20、21324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究金刚石和石墨同是碳单质的晶体，它们的性质存在哪些异同？金刚石部分物理性质熔点莫氏硬度导电性355010无石墨部分物理性质熔点莫氏硬度导电性38501有为什么会存在这些差异？因为金刚石是共价(原子)晶体，而石墨属于混合型晶体知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究二、混合型晶体石墨晶体中的二维平面结构石墨性质特征：熔点高、质软、能导电共价晶体特征 金属晶体特征石墨结构特征：分子晶体特征石墨结构中未参与杂化的p轨道石墨层状结构范德华力维系sp2杂化 所有p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动。相邻碳原子平面相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，石墨导电性只能沿平面方向。平面六元并环对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究1、下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是()AN2O3 BP2O3 CAs2O3 DBi2O32、以下有关石墨晶体的说法中，其中错误的有()石墨中仅存在分子间作用力 石墨是混合型晶体 石墨中的C原子为sp2杂化 石墨熔点、沸点都比金刚石低 石墨中碳原子数和CC数之比为1:2 石墨和金刚石的硬度相同 石墨层内导电性和层间导电性不同 每个六元环完全占有的碳原子数是2A BC DAC