202X學(xué)年高中化學(xué)第3章物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)第2節(jié)金屬晶體與離子晶體課件魯科版選修3

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)航根底知識(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 根底知識(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(jiàn)金屬晶體的構(gòu)造型式堆積模型常見(jiàn)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(jiàn)的構(gòu)造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)？答案由于金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性，從而導(dǎo)致金屬晶體最常見(jiàn)的構(gòu)答案由于金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性，從而導(dǎo)致金屬晶體最常見(jiàn)的構(gòu)造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)。造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

3、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)離子和陰離子離子鍵陽(yáng)離子、陰離子離子鍵答案2.常見(jiàn)AB型的離子晶體晶體類(lèi)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(lèi)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

4、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)定正比反比構(gòu)造型式高大答案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)答復(fù)：(1)為何Na2O的晶格能大于NaF，而K

5、Cl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所帶的電荷數(shù)比F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的晶體構(gòu)造與NaCl的晶體構(gòu)造相似，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構(gòu)造與物理性質(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(lèi)型比

6、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(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(méi)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

7、例1 1 以下性質(zhì)適合于離子晶體的是( ( ) )A.A.熔點(diǎn)1 070 1 070 ，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B.B.熔點(diǎn)10.31 10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C.C.能溶于CS2CS2，熔點(diǎn)112.8 112.8 ，沸點(diǎn)444.6 444.6 D.D.熔點(diǎn)97.81 97.81 ，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97 gcm0.97 gcm3 3解析離子晶體在液態(tài)解析離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài)即熔融態(tài))時(shí)導(dǎo)電，時(shí)導(dǎo)電， B項(xiàng)不是離子晶體；項(xiàng)不是離子晶體；CS2是非極性溶劑，根據(jù)是非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶的規(guī)律，相似相溶的規(guī)律，C項(xiàng)也不是離子晶體；項(xiàng)也不是離子晶體；由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)

8、不導(dǎo)電，所以由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以D項(xiàng)也不是離子晶體。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(lèi)別判斷?；顫娊饘傺趸?，強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽類(lèi)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1 以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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

9、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)

10、部金屬鍵越強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。(2)金屬晶體的熔點(diǎn)差異較大，如Hg熔點(diǎn)很低，堿金屬熔點(diǎn)較低，鐵等金屬熔點(diǎn)很高。這是由于金屬晶體嚴(yán)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，那么離子鍵越強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。解析答案例2 2 根據(jù)表格數(shù)據(jù)答復(fù)以下有關(guān)問(wèn)題：(1)NaBr(1)NaBr、NaClNaCl、MgOMgO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/pm

11、290276205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)MgO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與與CaO的離子電荷數(shù)一樣，的離子電荷數(shù)一樣，Mg2半徑比半徑比Ca2小，小，MgO晶格能大

12、，熔點(diǎn)高。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，那么熔點(diǎn)NiO _ (填“)FeO，NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_(kāi)、_。MgO的晶格能大解析解析NiO晶胞與晶胞與NaCl晶胞一樣，所以晶胞一樣，所以Ni和和O的配位數(shù)都是的配位數(shù)都是6，離子半徑，離子半徑Ni2FeO，所以熔點(diǎn)，所以熔點(diǎn)NiOFeO。66(4)CaO晶體密度為a gcm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，那么CaO晶胞體積為_(kāi)cm3。解析答案解析解析 CaO與與NaCl的晶胞同為面心立方構(gòu)造，所以的晶胞同為面心立方構(gòu)造，所以CaO晶胞中也含有晶胞中也含有4個(gè)個(gè)鈣離子和鈣離子和4個(gè)氧離

13、子，因此個(gè)氧離子，因此CaO晶胞體積為晶胞體積為 。(5)CaC2晶體的晶胞構(gòu)造如下圖， 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?chē)嚯x最近的 數(shù)目為_(kāi) 。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?chē)嚯x最近的 為4個(gè)。46.答復(fù)以下問(wèn)題：(1)銅的堆積方式屬于A1型嚴(yán)密堆積，其晶胞示意圖為_(kāi)(填序號(hào))。晶胞中所含的銅原子數(shù)為_(kāi)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_(kāi) 。(2)1 183 K以下純鐵晶體的根本構(gòu)造單元如圖1所示，1 183 K以上轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2所示的根本構(gòu)造單元，在兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離一樣。答案鐵原子的簡(jiǎn)化電子排布式為_(kāi)；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_(kāi)；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_(kāi)。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)。8