化學(xué)：321《金屬晶體》省級一等獎優(yōu)質(zhì)課課件

1、 第第3 3節(jié)節(jié) 金屬晶體金屬晶體1、下列說法一定正確的是、下列說法一定正確的是（）A其水溶液導(dǎo)電的一定是離子晶體其水溶液導(dǎo)電的一定是離子晶體B熔融態(tài)導(dǎo)電的熔融態(tài)導(dǎo)電的一定是離子晶體一定是離子晶體C固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體D固態(tài)不導(dǎo)電熔融態(tài)導(dǎo)電的一定是離子晶體固態(tài)不導(dǎo)電熔融態(tài)導(dǎo)電的一定是離子晶體2、某物質(zhì)有以下性質(zhì)：是電解質(zhì)、某物質(zhì)有以下性質(zhì)：是電解質(zhì)溶解時有化學(xué)溶解時有化學(xué)鍵的破壞鍵的破壞熔化時沒有化學(xué)鍵的破壞，則該物質(zhì)熔化時沒有化學(xué)鍵的破壞，則該物質(zhì)固態(tài)時屬于固態(tài)時屬于()A原子晶體原子晶體B離子晶體離子晶體C分子晶體分子晶體D金屬晶體金屬晶體DHCl，分子晶體，分

2、子晶體石墨石墨金屬晶體金屬晶體變式練習(xí)變式練習(xí)C分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)、碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200，熔融態(tài)不，熔融態(tài)不導(dǎo)電；導(dǎo)電；_B、溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)、溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98，熔融態(tài)不導(dǎo)，熔融態(tài)不導(dǎo)電；電；_C、五氟化釩，無色晶體，熔點(diǎn)、五氟化釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5，易溶于，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物質(zhì)、物質(zhì)A，無色晶體，熔融時或溶于水中都能，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電導(dǎo)電_原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體分子晶體分子晶體離子晶體離子晶體鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1

3、、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（ ）A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食鹽C練習(xí)2、干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A、分子內(nèi)共價鍵 B、分子間作用力C、分子間距離 D、分子間的氫鍵BC3、冰醋酸固體中不存在的作用力是（ ）A、離子鍵 B、極性鍵 C、非極性鍵 D、范德華力A4.下列晶體中不屬于原子晶體的是 （ ） A.干冰 B.金剛砂 C.金剛石 D.水晶 A5.下列各項(xiàng)所述的數(shù)字不是6的是（ ） A.在NaCl晶體中，與一個Na+最近的且距離相 等的Cl- 的個數(shù) B.在金剛石晶體中，最小的環(huán)上的碳原子個數(shù) C.在二氧化硅晶體中，最小的環(huán)上的原子個數(shù) D.在石墨晶體的片層結(jié)構(gòu)中，最小

4、的環(huán)上的碳 原子個數(shù) C6、科學(xué)家最近又發(fā)現(xiàn)了一種新能源“可燃冰”它的主要成分是甲烷與水分子的結(jié)晶水合物(CH4nH20)。其形成：埋于海底地層深處的大量有機(jī)質(zhì)在缺氧環(huán)境中，厭氧性細(xì)菌把有機(jī)質(zhì)分解，最后形成石油和天然氣(石油氣)，其中許多天然氣被包進(jìn)水分子中，在海底的低溫與高壓下形成了類似冰的透明晶體，這就是“可燃冰”。又知甲烷同CO2一樣也是溫室氣體。這種可燃冰的晶體類型是 ( ) A. 離子晶體 B. 分子晶體 C. 原子晶體 D. 金屬晶體B課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、金屬鍵與金屬晶體一、金屬鍵與金屬晶體(1)金屬鍵定義：金屬鍵定義：金屬離子和自由電子之間金屬離子和自由電子之間 的強(qiáng)烈的

5、相互作用，叫金屬鍵。的強(qiáng)烈的相互作用，叫金屬鍵。(2)成鍵微粒是成鍵微粒是_和和_。金屬陽離子自由電子(3)在金屬晶體中，原子間以在金屬晶體中，原子間以_相結(jié)合。相結(jié)合。(4)金屬晶體的性質(zhì)：優(yōu)良的金屬晶體的性質(zhì)：優(yōu)良的_、_、_。金屬鍵導(dǎo)電性導(dǎo)熱性 延展性（1 1）金屬鍵存在于金屬單質(zhì)和合金中。）金屬鍵存在于金屬單質(zhì)和合金中。（2 2）金屬鍵沒有方向性也沒有飽和性。）金屬鍵沒有方向性也沒有飽和性。（3 3）在晶體中，不存在單個分子）在晶體中，不存在單個分子（4 4）金屬陽離子被自由電子所包圍。）金屬陽離子被自由電子所包圍。 二、金屬的結(jié)構(gòu)二、金屬的結(jié)構(gòu)三三、影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素及 金屬鍵對物

6、質(zhì)性質(zhì)的影響： 金屬陽離子所帶電荷越多、金屬陽離子所帶電荷越多、 離子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)。離子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)。一般情況下，一般情況下，金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定所帶的電荷陽離子半徑越小，所帶的電荷所帶的電荷陽離子半徑越小，所帶的電荷越多，越多， 自由電子越多，自由電子越多， 熔點(diǎn)就會越高。熔點(diǎn)就會越高。金屬熔、沸點(diǎn)高低的比較金屬熔、沸點(diǎn)高低的比較（1）金屬晶體的熔點(diǎn)差別很大，如汞常溫為液體， 熔點(diǎn)很低(38.9 ) ，而鐵、鎢等金屬熔 點(diǎn)很高。這是金屬晶體緊密堆積方式、金 屬陽離子與自由電子的作用力不同而造成 的差別。 (2)同周期金屬單質(zhì)，從左到右熔、沸

7、點(diǎn)升高。 (3)同主族金屬單質(zhì)，從上到下熔、沸點(diǎn)降低。 (4)合金的熔、沸點(diǎn)比其各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低。特別提醒：(1)金屬晶體在受外力作用下，各層之間發(fā)生 相對滑動，但金屬鍵并沒有被破壞；(2)金屬晶體中只有金屬陽離子，無陰離子；(3)原子晶體的熔點(diǎn)不一定都比金屬晶體的高， 如金屬鎢的熔點(diǎn)就高于一般的原子晶體；(4)分子晶體的熔點(diǎn)不一定就比金屬晶體的低， 如汞常溫下是液體，熔點(diǎn)很低。物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論指出：金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用，叫金屬鍵。金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。根據(jù)研究表明，一般來說，金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)。由此判斷下列說法錯誤的

8、是()A鎂的硬度大于鋁B鎂的熔、沸點(diǎn)高于鈣C鎂的硬度大于鉀D鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀【思路點(diǎn)撥】解答本題時要注意以下兩點(diǎn)：(1)金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低決定于金屬鍵的強(qiáng)弱。(2)金屬陽離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)?！窘馕觥看祟}考查的是金屬晶體的性質(zhì)，如硬度和熔、沸點(diǎn)的比較。比較依據(jù)：看價電子數(shù)和原子半徑，價電子數(shù)：MgK，KAl，MgCa，MgCa，綜合分析，鎂的硬度小于鋁；鎂的熔、沸點(diǎn)高于鈣；鎂的硬度大于鉀；鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀。故A錯誤?！敬鸢浮緼晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷 不同晶體類型的熔沸點(diǎn)比較不同晶體類型的熔沸點(diǎn)比較 一般：原子晶體一般：原子晶體離子晶體離子晶體分子晶體（

9、有例外）分子晶體（有例外） 同種晶體類型物質(zhì)的熔沸點(diǎn)比較同種晶體類型物質(zhì)的熔沸點(diǎn)比較 原子半徑越小原子半徑越小鍵長越短鍵長越短鍵能越大鍵能越大熔沸點(diǎn)越高熔沸點(diǎn)越高 相對分子質(zhì)量越大（有氫鍵的反常有氫鍵的反常）金屬陽離子電荷數(shù)越高，半徑越小金屬陽離子電荷數(shù)越高，半徑越小思考感悟思考感悟1試分析比較金屬鍵和共價鍵、離子鍵的異同點(diǎn)。試分析比較金屬鍵和共價鍵、離子鍵的異同點(diǎn)。【提示】相同點(diǎn)：三種化學(xué)鍵都是微粒間的電性作用。不同點(diǎn)：共價鍵是相鄰兩原子間的共用電子對； 離子鍵是陰、陽離子間產(chǎn)生靜電作用； 金屬鍵是金屬離子與自由電子的靜電作用。思考感悟思考感悟2(1)金屬晶體都是純凈物嗎？金屬晶體都是純凈物

10、嗎？(2)金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么區(qū)別？金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么區(qū)別？【提示】(1)金屬晶體包括金屬單質(zhì)及其合金。(2)金屬導(dǎo)電的微粒是電子，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的微 粒是陽離子和陰離子；金屬導(dǎo)電過程不生成新 物質(zhì)，屬物理變化，而電解質(zhì)導(dǎo)電的同時要在 陰、陽兩極生成新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化，故二 者導(dǎo)電的本質(zhì)是不同的?！舅伎妓伎?】已知堿金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增已知堿金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而遞減，試用金屬鍵理論加以解釋。大而遞減，試用金屬鍵理論加以解釋。同主族元素從上到下，原子（離子）半徑依次同主族元素從上到下，原子（離子）半徑依次增大，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次減弱，故堿增大

11、，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次減弱，故堿金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而遞減金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而遞減。【思考思考2】試判斷鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點(diǎn)和硬度試判斷鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點(diǎn)和硬度的大小。的大小。同周期元素，從左到右，價電子數(shù)依次增大，同周期元素，從左到右，價電子數(shù)依次增大，原子（離子）半徑依次減弱，則單質(zhì)中所形成原子（離子）半徑依次減弱，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次增強(qiáng)，故鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸金屬鍵依次增強(qiáng)，故鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點(diǎn)和硬度的大小順序是：鈉鎂鋁。點(diǎn)和硬度的大小順序是：鈉鎂鋁。 資料資料金屬之最金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬是熔點(diǎn)最低的金屬是- 汞汞 -38.87熔點(diǎn)

12、最高的金屬是熔點(diǎn)最高的金屬是- 鎢鎢 3410硬度最小的金屬是硬度最小的金屬是-銫銫 0.2硬度最大的金屬是硬度最大的金屬是- 鉻鉻 9.0最活潑的金屬是最活潑的金屬是-銫銫最穩(wěn)定的金屬是最穩(wěn)定的金屬是-金金延性最好的金屬是延性最好的金屬是-鉑鉑展性最好的金屬是展性最好的金屬是-金金 金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（ ）A.A.金屬離子間的相互作用金屬離子間的相互作用B B金屬原子間的相互作用金屬原子間的相互作用 C.C.金屬離子與自由電子間的相互作用金屬離子與自由電子間的相互作用 D.D.金屬原子與自由電子間的相互作用金屬原子與自由電子間的相互作用練習(xí)練習(xí)C

13、金屬能導(dǎo)電的原因是（金屬能導(dǎo)電的原因是（ ）A.A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的 相互作用較弱相互作用較弱 B B金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下 可發(fā)生定向移動可發(fā)生定向移動 C C金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用 下可發(fā)生定向移動下可發(fā)生定向移動 D D金屬晶體在外加電場作用下可失去電子金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 練習(xí)練習(xí)B 下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A.A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰陰 離子離子B B原子

14、晶體中只含有共價鍵原子晶體中只含有共價鍵 C.C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵鍵 D D分子晶體中只存在分子間作用力，不含分子晶體中只存在分子間作用力，不含 有其他化學(xué)鍵有其他化學(xué)鍵B練習(xí)練習(xí)知識回顧：知識回顧：三種晶體類型與性質(zhì)的比較三種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型晶體類型原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體金屬晶體金屬晶體作用力作用力構(gòu)成微粒構(gòu)成微粒物物理理性性質(zhì)質(zhì)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)硬度硬度導(dǎo)電性導(dǎo)電性共價鍵共價鍵范德華力范德華力金屬鍵金屬鍵原子原子分子分子金屬陽離子金屬陽離子和自由電子和自由電子很高很高很低很低差別較大差別較大很大很大很小很小差別較大差別較

15、大無無（硅為半導(dǎo)體）（硅為半導(dǎo)體）無無導(dǎo)體導(dǎo)體金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體的原子堆積模型（1 1）幾個概念）幾個概念 緊密堆積緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡：微粒之間的作用力使微粒間盡 可能的相互接近，使它們占有最小的空間可能的相互接近，使它們占有最小的空間 配位數(shù)配位數(shù)：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的 微粒個數(shù)微粒個數(shù) 空間利用率空間利用率：晶體的空間被微粒占滿的體積：晶體的空間被微粒占滿的體積 百分?jǐn)?shù)，用它來表示緊密堆積的程百分?jǐn)?shù)，用它來表示緊密堆積的程度度思考思考:1.如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的球體球體,把

16、他們放置在平面上把他們放置在平面上,有幾種方式有幾種方式?2.上述兩種方式中上述兩種方式中,與一個原子緊鄰的原子數(shù)與一個原子緊鄰的原子數(shù)(配位配位數(shù)數(shù))分別是多少分別是多少?哪一種放置方式對空間的利用率較哪一種放置方式對空間的利用率較高高?行列對齊行列對齊四球一空四球一空行列相錯行列相錯三球一空三球一空密置層密置層非密置層非密置層配位數(shù)：4 配位數(shù)：6（2）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型思考交流思考交流:1.對于非密置層在三維空間有幾種堆積方式對于非密置層在三維空間有幾種堆積方式? 請比較不同方式堆積時金屬晶體的配位數(shù)、 原子的空間利用率、晶胞的區(qū)別。上下對

17、齊上下對齊 簡單立方簡單立方（3）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型晶胞的形狀是什么？晶胞的形狀是什么？含幾個原子？含幾個原子？1 1、簡單立方堆積、簡單立方堆積Po配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：每個晶胞含原子數(shù)：6 61 152%52%簡單立方堆積簡單立方堆積 空間利用率空間利用率=晶胞含有原子的體積晶胞含有原子的體積/晶胞體積晶胞體積 100%設(shè)原子半徑為設(shè)原子半徑為r 、晶胞邊長為晶胞邊長為a 2、體心立方堆積體心立方堆積-鈉、鈉、鉀、鐵等鉀、鐵等非密置層的另一種堆積是將上層金屬原非密置層的另一種堆積是將上層金屬原子填入下層的金

18、屬原子形成的凹穴中子填入下層的金屬原子形成的凹穴中配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：每個晶胞含原子數(shù)：868%2空間利用率計(jì)算空間利用率計(jì)算設(shè)原子半徑為r 、晶胞邊長為a ，根據(jù)勾股定理，得： + a 2 = (4r) 2a43rr16a322空間利用率空間利用率 =晶胞含有原子的體積晶胞含有原子的體積/晶胞體積晶胞體積 100% %68%100a) a43(342ar3423333（2a）2-123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5 位。 ( 或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一樣的 )123456AB， 關(guān)鍵是第三層。對第一、二層來說，第三層

19、關(guān)鍵是第三層。對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式?？梢杂袃煞N最緊密的堆積方式。 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA123456 第一種是將第三層的球第一種是將第三層的球?qū)?zhǔn)第一層的球。對準(zhǔn)第一層的球。 配位數(shù)配位數(shù) 。 ( ( 同層同層 ，上下層各上下層各 。 ) )1212 6 63 3鎂型鎂型 六方密堆積六方密堆積3、配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：每個晶胞含原子數(shù)：74%74%12122 2第二種第二種是將是將第三層第三層球?qū)?zhǔn)球?qū)?zhǔn)第一層的第一層的 2 2，4 4，6 6 位位，不不同于同于 AB AB 兩層

20、的位置兩層的位置，這是這是 C C 層。層。123456123456123456ABCAABC第四層再排第四層再排 A A，于是于是形成形成 ABC ABC ABC ABC 三三層一個周期。層一個周期。 得到得到面心立方堆積面心立方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 。( ( 同層同層 ， 上下層各上下層各 ) ) 12126 6 3 34 4、銅型、銅型 面心立方面心立方 配位數(shù)：配位數(shù)：空間占有率：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：每個晶胞含原子數(shù)：74%74%12124 4堆積堆積模型模型采納這種堆采納這種堆積的典型代積的典型代表表空間空間利用利用率率配位配位數(shù)數(shù)晶胞圖晶胞圖晶胞中的晶胞中的微粒數(shù)微粒數(shù)簡

21、單簡單立方立方Po (Po (釙釙) )52%52%6 61 1體心體心立方立方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小結(jié)：小結(jié)：常見金屬晶體的堆積方式常見金屬晶體的堆積方式A1型型A3型型A2型型練習(xí)1.1.金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬的電金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬的電子氣理論加以解釋的是（子氣理論加以解釋的是（ ）A.A.易導(dǎo)電易導(dǎo)電 B.B.易導(dǎo)熱易導(dǎo)熱 C.C.有延展性有延展性 D.D.易銹蝕

22、易銹蝕D2、金屬晶體堆積密度大，原子配位、金屬晶體堆積密度大，原子配位數(shù)高，能充分利用空間的原因是（數(shù)高，能充分利用空間的原因是（）A.金屬原子的價電子數(shù)少金屬原子的價電子數(shù)少B.金屬晶體中有自由電子金屬晶體中有自由電子C.金屬原子的原子半徑大金屬原子的原子半徑大D.金屬鍵沒有飽和性和方向性金屬鍵沒有飽和性和方向性D3、下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯誤的是()A金屬鍵沒有飽和性和方向性B金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的 強(qiáng)烈的靜電吸引作用C金屬鍵中的電子屬于整塊金屬D金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)BD金屬晶體具有良好的延展性，是因?yàn)榻饘俳饘倬w具有良好的延展性，是因?yàn)榻饘倬w中的原子層

23、可以滑動而不破壞金屬鍵晶體中的原子層可以滑動而不破壞金屬鍵解析：選A。金屬具有金屬光澤是金屬中的自由電子吸收了可見光，又把各種波長的光再發(fā)射出來，因此金屬一般顯銀白色。金屬導(dǎo)電性正是由于金屬原子之間共享了價電子，才使得金屬晶體中有了自由移動的電子，也才能在外電場的作用下使電子作定向移動形成電流。C和D均正確。變式訓(xùn)練2按下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是()A由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)低B固體或熔融后易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000 左右C由共價鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高D固體和熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，但溶于水后可能導(dǎo)電解析：選B。A為分子晶體，B中固體能導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000 左右，不是很高應(yīng)為金屬晶體，C為原子晶體，D為分子晶體。2在金屬晶體中最常見的三種堆積方式有：在金屬晶體中最常見的三種堆積方式有：(1)配位數(shù)為配位數(shù)為8的是的是_密堆積。密堆積。(2)配位數(shù)為配位數(shù)為_的是面心立方最密堆積。的是面心立方最密堆積。(3)配位數(shù)為配位數(shù)為_的是的是_堆積堆積。其中以。其中以ABAB方式堆積的方式堆積的_和以和以ABCABC方式堆積的方式堆積的_空間空間利用率相等，就堆積層來看，二者的區(qū)別是在第利用率相等，就堆積層來看，二者的區(qū)別是在第_層。層