2018_2019學(xué)年高中化學(xué)第3章第2節(jié)金屬晶體與離子晶體課件魯科版選修3201911071247

1、第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)1.能用金屬鍵和離子鍵的理論解釋金屬晶體和離子晶體的物理性質(zhì)。2.了解金屬晶體的三種原子堆積模型和幾種典型離子晶體的物理性質(zhì)。3.了解晶格能的概念和意義。目標(biāo)導(dǎo)航基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)欄目索引概念 通過(guò) 形成的晶體成鍵微粒 和微粒間作用力_ 物理性質(zhì)有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性一、金屬晶體 基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案金屬原子1.概念及物理性質(zhì)金屬鍵金屬陽(yáng)離子自由電子金屬鍵答案2.常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)型式堆積模型常見金屬晶體晶胞結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)每個(gè)晶胞所含原子數(shù)簡(jiǎn)單立方堆積po(釙)_體心立方密堆積a2na、k、fe_6182答案六方最密堆積a3mg、zn、t

2、i_面心立方最密堆積a1cu、ag、au_126124相關(guān)視頻答案議一議1.為什么金屬晶體最常見的結(jié)構(gòu)形式具有堆積密度大、原子配位數(shù)高、能充分利用空間等特點(diǎn)？答案答案由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，從而導(dǎo)致金屬晶體最常見的結(jié)構(gòu)形式具有堆積密度大、原子配位數(shù)高、能充分利用空間等特點(diǎn)。2.金屬在拉成絲或壓成薄片的過(guò)程中金屬鍵遭到破壞了嗎？答案答案金屬晶體由金屬原子堆積而成，金屬在拉成絲或壓成薄片過(guò)程中，層與層之間可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但金屬鍵仍然存在，所以金屬鍵不會(huì)斷裂，故金屬具有良好的延展性。二、離子晶體答案1.概念概念通過(guò)結(jié)合，在空間呈現(xiàn)有規(guī)律的排列所形成的晶體成鍵微粒微粒間作用力陽(yáng)離子和陰離子離子

3、鍵陽(yáng)離子、陰離子離子鍵答案2.常見ab型的離子晶體晶體類型nacl型cscl型zns型晶體結(jié)構(gòu)模型配位數(shù)_684答案晶胞中微粒數(shù)na_ cl_cs_cl_zn2_s2_符合類型li、na、k、rb的鹵化物、agf、mgo等csbr、csi、nh4cl等bao、bes等441144答案3.晶格能概念將1 mol離子晶體中的陰、陽(yáng)離子完全 而遠(yuǎn)離所吸收的能量意義衡量離子鍵的強(qiáng)弱。晶格能越大，表示離子鍵越 ，離子晶體越影響因素晶格能 ，即與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成 ，與陰、陽(yáng)離子間的距離成 ；與離子晶體的 有關(guān)對(duì)晶體物理性質(zhì)的影響晶體結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，晶格能越大，熔、沸點(diǎn)越 ，硬度越氣化強(qiáng)穩(wěn)定正比反

4、比結(jié)構(gòu)型式高大答案4.物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高硬度較大，但較脆溶解性一般水中 ，非極性溶劑中導(dǎo)電性固態(tài)時(shí) ，熔融狀態(tài)或在水溶液中難溶不導(dǎo)電易溶能導(dǎo)電答案議一議1.離子晶體的化學(xué)式代表的是真正的分子組成嗎？答案答案離子晶體中不存在分子，離子晶體的化學(xué)式僅代表晶體中陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比，并不代表分子組成。2.在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物形成的晶體一定是離子晶體嗎？答案答案一定是離子晶體。只有金屬單質(zhì)和離子化合物在熔融狀態(tài)導(dǎo)電。3.根據(jù)晶格能的知識(shí)回答：(1)為何na2o的晶格能大于naf，而kcl的晶格能大于ki?答案答案晶格能與離子所帶的電荷數(shù)成正比，而與離子半徑的大小成反比。在na2o和naf中，o2

5、所帶的電荷數(shù)比f(wàn)多，故na2o的晶格能大于naf；而kcl和ki中，cl半徑小于i的半徑，故kcl的晶格能大于ki。(2)火山噴出巖漿中含有多種硫化物，冷卻時(shí)zns比hgs先析出，原因是_。二者均為離子晶體， zns晶格能大于hgs，因此zns先析出(3)kcl、mgo、cao的晶體結(jié)構(gòu)與nacl的晶體結(jié)構(gòu)相似，kcl、cao、mgo三種離子晶體熔點(diǎn)從高到低的順序是_。mgocaokcl返回答案一、金屬晶體與離子晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì) 重點(diǎn)難點(diǎn)探究金屬晶體與離子晶體的組成與性質(zhì)類型比較離子晶體金屬晶體堆積方式非等徑圓球密堆積等徑圓球密堆積構(gòu)成微粒陰、陽(yáng)離子金屬陽(yáng)離子、自由電子粒子間作用力離子鍵(

6、強(qiáng))金屬鍵(有強(qiáng)、有弱)熔化時(shí)需克服的作用力離子鍵金屬鍵 物質(zhì)的性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高一般較高，少部分低硬度硬而脆一般較大，少部分小導(dǎo)電性固態(tài)不導(dǎo)電，熔融或水溶液導(dǎo)電晶體、熔融均導(dǎo)電導(dǎo)熱性不好良好延展性沒有良好溶解性易溶于極性溶劑，難溶于有機(jī)溶劑 難溶(na等與水反應(yīng))(1)離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價(jià)鍵，一定不存在分子間作用力。(2)離子晶體中不存在單個(gè)分子。(3)含有金屬陽(yáng)離子的晶體可能是金屬晶體，也可能是離子晶體，因此含金屬陽(yáng)離子的晶體中不一定存在陰離子。關(guān)鍵提醒解析答案例1 下列性質(zhì)適合于離子晶體的是( )a.熔點(diǎn)1 070 ，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電b.熔點(diǎn)10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電

7、，水溶液能導(dǎo)電c.能溶于cs2，熔點(diǎn)112.8 ，沸點(diǎn)444.6 d.熔點(diǎn)97.81 ，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97 gcm3解析解析離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時(shí)導(dǎo)電， b項(xiàng)不是離子晶體；cs2是非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”的規(guī)律，c項(xiàng)也不是離子晶體；由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以d項(xiàng)也不是離子晶體。a離子晶體的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。(2)依據(jù)物質(zhì)類別判斷?；顫娊饘傺趸?，強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽類是離子晶體。(3)依據(jù)導(dǎo)電性判斷。離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。(4)依據(jù)熔、沸點(diǎn)和溶解性判斷。離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，多數(shù)能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。解題反思變式訓(xùn)練

8、1 下列說(shuō)法中正確的是( )a.固態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是金屬晶體b.固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體c.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體d.固態(tài)不導(dǎo)電而熔融態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體解析答案解析解析固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如硅和石墨等不是金屬晶體，a不正確；固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體不一定是離子晶體，如p2o5等不是離子晶體，b不正確；金屬熔融狀態(tài)也能導(dǎo)電，c不正確；離子晶體是陰、陽(yáng)離子組成的，固態(tài)時(shí)陰、陽(yáng)離子不能自由移動(dòng)，不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)時(shí)電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電。答案答案d離子晶體在固態(tài)下不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)導(dǎo)電；共價(jià)化合物在固態(tài)和熔融狀態(tài)均不導(dǎo)電，故可以通

9、過(guò)熔融狀態(tài)能否導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)郴衔锸欠駷殡x子晶體。解題反思二、金屬晶體和離子晶體熔、沸點(diǎn)的比較1.金屬晶體熔、沸點(diǎn)的規(guī)律(1)金屬的熔、沸點(diǎn)取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，一般金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部金屬鍵越強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。(2)金屬晶體的熔點(diǎn)差別較大，如hg熔點(diǎn)很低，堿金屬熔點(diǎn)較低，鐵等金屬熔點(diǎn)很高。這是由于金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽(yáng)離子和自由電子的作用力不同造成的。(3)同一周期主族金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)由左到右升高；同一主族金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)自上而下降低。(4)合金的熔點(diǎn)低于成分金屬的熔點(diǎn)。2.離子晶體熔、沸點(diǎn)的規(guī)律一般來(lái)說(shuō)，陰、陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越

10、強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。解析答案例2 根據(jù)表格數(shù)據(jù)回答下列有關(guān)問題：(1)已知nabr、nacl、mgo等離子晶體的核間距離和晶格能如下表所示： nabrnaclmgo離子的核間距/pm290276205晶格能/kjmol1 7873 890nabr晶體比nacl晶體晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。mgo晶體比nacl晶體晶格能大，主要原因是_。nabr、nacl和mgo晶體中，熔點(diǎn)最高的是_。(2)naf的熔點(diǎn)_ 的熔點(diǎn)(填“”、“mg2，故空心球應(yīng)為o2，實(shí)心球應(yīng)為mg2；圖中應(yīng)該黑白球交替出現(xiàn)，故8號(hào)球應(yīng)為實(shí)心球?？招那驊?yīng)為o2，實(shí)心球應(yīng)為mg2；8號(hào)空心球應(yīng)改為實(shí)心球(2)m

11、go是優(yōu)良的耐高溫材料，mgo的熔點(diǎn)比cao的高，其原因是_。mg2半徑比ca2小，解析解析mgo與cao的離子電荷數(shù)相同，mg2半徑比ca2小，mgo晶格能大，熔點(diǎn)高。解析答案(3)ni2和fe2的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點(diǎn)nio _ (填“”)feo，nio晶胞中ni和o的配位數(shù)分別為_、_。mgo的晶格能大解析解析nio晶胞與nacl晶胞相同，所以ni和o的配位數(shù)都是6，離子半徑ni2feo，所以熔點(diǎn)niofeo。66(4)已知cao晶體密度為a gcm3，na表示阿伏加德羅常數(shù)，則cao晶胞體積為_cm3。解析答案解析解析 cao與nacl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，所以

12、cao晶胞中也含有4個(gè)鈣離子和4個(gè)氧離子，因此cao晶胞體積為 。(5)cac2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示， cac2晶體中含有啞鈴形 的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。cac2晶體中1個(gè)ca2周圍距離最近的 數(shù)目為_ 。解析答案解析解析 一個(gè) ca2吸引6個(gè) ，由于晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)，1個(gè)ca2周圍距離最近的 為4個(gè)。46.回答下列問題：(1)銅的堆積方式屬于a1型緊密堆積，其晶胞示意圖為_(填序號(hào))。晶胞中所含的銅原子數(shù)為_個(gè)。解析答案金屬銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為a cm。又知銅的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為_ 。(2)1 183 k以下純鐵晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖1所示，1 183 k以上轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2所示的基本結(jié)構(gòu)單元，在兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同。答案鐵原子的簡(jiǎn)化電子排布式為_；鐵晶體中鐵原子以_鍵相互結(jié)合。ar3d64s2金屬在1 183 k以下的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_；在1 183 k以上的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_。解析答案解析解析在1 183 k以下的純鐵晶體中，與體心鐵原子等距離且最近的鐵原子是8個(gè)頂點(diǎn)的鐵原子；在1 183 k以上的純鐵晶體中，與面心鐵原子等距離且最近的鐵原子有12個(gè)。812純鐵晶體在晶型轉(zhuǎn)變前后，兩者