【化學(xué)】金屬晶體 離子晶體課件 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期人教版(2019)選擇性必修2

金屬晶體離子晶體晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)目錄金屬鍵與金屬晶體金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子鍵與離子晶體離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)當(dāng)堂小結(jié)CONTENTS新知導(dǎo)入金屬有哪些物理通性呢?金屬為什么具有這些物理通性呢?金屬鍵與金屬晶體電子氣金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共有，從而把所有的金屬原子維系在一起。金屬鍵與金屬晶體金屬鍵概念：金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用成鍵微粒：金屬陽離子、自由電子成鍵本質(zhì)：金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈的靜電作用特征：無方向性和飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng)電子氣理論：金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共有，從而把所有金屬原子維系在一起，這一理論稱為“電子氣理論”金屬鍵與金屬晶體定義：金屬原子之間通過金屬鍵相互結(jié)合形成的晶體構(gòu)成粒子：金屬陽離子和自由電子微粒間的作用力：金屬鍵在金屬晶體中只有陽離子，沒有陰離子晶體中有陽離子不一定有陰離子，若有陰離子，則一定有陽離子(2)在金屬晶體中，不存在單個(gè)分子或原子金屬晶體是一種“巨分子”金屬鍵與金屬晶體金屬晶體金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)延展性當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動(dòng)，但不會改變原來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，使各原子層之間發(fā)生相對滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用而不易斷裂。導(dǎo)電性在金屬晶體中“電子氣”的運(yùn)動(dòng)是沒有方向的，但在外加電場的作用下“電子氣”就會發(fā)生定向移動(dòng)，從而形成電流。高溫下熱運(yùn)動(dòng)劇烈，電子的定向移動(dòng)程度減弱，金屬的導(dǎo)電性減弱。

不同的金屬導(dǎo)電能力不同，導(dǎo)電性最強(qiáng)的三種金屬是：Ag、Cu、Al。金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)當(dāng)金屬的某一部分受熱時(shí)，獲得能量的電子會向別處運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，將能量從溫度高的區(qū)域傳遞到溫度低的區(qū)域，最后使整塊金屬的溫度趨于一致。導(dǎo)熱性冬天我們感覺金屬制品比木制品更涼原因就是當(dāng)人接觸到金屬時(shí)，金屬能迅速將人體的熱量傳遞出去。金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)金屬LiNaKRb原子外圍電子排布2s13s14s15s1原子半徑/pm152186227248熔點(diǎn)/℃180.597.863.339.3鈉、鉀、銣、銫均為金屬晶體，價(jià)電子數(shù)相同，原子半徑：鈉＜鉀＜銣＜銫，金屬鍵的強(qiáng)度：鈉＞鉀＞銣＞銫金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9熔點(diǎn)/℃97.86506601900三者均為金屬晶體，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目：Na＜Mg＜Al；原子半徑：Na＞Mg＞Al，金屬鍵強(qiáng)度：鈉＜鎂＜鋁金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9熔點(diǎn)/℃97.86506601900金屬晶體的熔點(diǎn)差別很大金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)同一主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素：(1)金屬元素的原子半徑(2)單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目同一周期金屬原子半徑越來越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加，故熔點(diǎn)越來越高，硬度越來越大金屬鍵的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)合金白銅青銅黃銅金屬晶體中還有大量的合金。大多數(shù)合金是以一種金屬為主要組成，如以鐵為主要成分的碳鋼、錳鋼、不銹鋼等，以銅為主要成分的黃銅、青銅、白銅等。金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)白銅青銅黃銅金屬在形成合金時(shí)是向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬，就像滾珠之間摻入了細(xì)小而堅(jiān)硬的砂土或碎石一樣，會使金屬的延展性、硬度等性能發(fā)生改變。金屬晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)合金對點(diǎn)練習(xí)1．下列關(guān)于金屬鍵的敘述中，正確的是(

)A．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的強(qiáng)烈相互作用，不是一種電性作用B．金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈的相互作用，所

以與共價(jià)鍵類似，也有方向性和飽和性C．金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽離子和自由電子間的相互作用，故金屬鍵

有飽和性和方向性D．構(gòu)成金屬鍵的自由電子在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動(dòng)D對點(diǎn)練習(xí)【解析】從基本構(gòu)成微粒的性質(zhì)看，金屬鍵與離子鍵的實(shí)質(zhì)類似，都屬于電性作用，特征都是無方向性和飽和性，自由電子是由金屬原子提供的，并且在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為整個(gè)金屬的所有陽離子所共有，從這個(gè)角度看，金屬鍵與共價(jià)鍵有類似之處，但兩者又有明顯的不同，如金屬鍵無方向性和飽和性。對點(diǎn)練習(xí)2．(雙選）鐵有δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δ、γ、α三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的圖示，下列有關(guān)說法不正確的是(

)δ-Feγ-Feα-Fe1349℃912℃2．(雙選）鐵有δ、γ、α三種晶體結(jié)構(gòu)，以下依次是δ、γ、α三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的圖示，下列有關(guān)說法不正確的是(

)對點(diǎn)練習(xí)A．δ-Fe晶體中與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有8個(gè)B．γ-Fe晶體中與相鄰鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個(gè)C．α-Fe晶胞邊長若為acm，γ-Fe晶胞邊長若為bcm，則α-Fe和γ-Fe兩種晶體的密度比為b3∶a3D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同CD對點(diǎn)練習(xí)

對點(diǎn)練習(xí)3．如圖為二維平面晶體示意圖，所表示物質(zhì)的化學(xué)式為AX3的是

。b【解析】由圖甲中直接相鄰的原子數(shù)可以求得a、b中兩類原子數(shù)之比分別為1∶2、1∶3，求出化學(xué)式分別為AX2、AX3，答案為b。對點(diǎn)練習(xí)4．圖為一個(gè)金屬銅的晶胞，該晶胞“實(shí)際”擁有銅原子數(shù)是

個(gè)。

4新課導(dǎo)入+11+17+11Cl-Na++17+11離子鍵與離子晶體離子鍵與離子晶體陰陽離子間通過靜電作用所形成的強(qiáng)烈的相互作用陰陽離子靜電作用（靜電引力和斥力）陰、陽離子接近到某一定距離時(shí)，吸引和排斥達(dá)到平衡即形成離子鍵定義成鍵微粒鍵的本質(zhì)成鍵過程Cl-Na+離子鍵離子鍵通常情況下，陰、陽離子可以看成是球形對稱的，其電荷分布也是球形對稱的，只要空間條件允許，則一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子，因此離子鍵沒有方向性和飽和性。Cl-Na+Cl-Cl-Cl-Cl-Na+Na+Na+Na+離子鍵與離子晶體離子晶體包括：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分鹽類定義：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體性質(zhì)：熔、沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)、難壓縮，

水溶液或者熔融狀態(tài)下導(dǎo)電一般陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔沸點(diǎn)越高。離子晶體中，陰、陽離子間有強(qiáng)烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就需要較多的能量。離子鍵與離子晶體離子晶體包括：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分鹽類定義：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體性質(zhì)：熔、沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)、難壓縮，

水溶液或者熔融狀態(tài)下導(dǎo)電陰陽離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎。離子鍵與離子晶體離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)154236Cl-Na+154236氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)(1)鈉離子、氯離子的位置Na＋：面心和頂點(diǎn)Cl－：體心和棱中點(diǎn)Cl－位于Na＋組成的正八面體空隙中每個(gè)Na＋周圍與之等距且最近的Cl－有6個(gè)，Na＋有12個(gè)；每個(gè)Cl－周圍與之等距且最近的Na＋有6個(gè)，Cl－有12個(gè)離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)(2)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)

離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氯化銫晶體結(jié)構(gòu)離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(1)每個(gè)Cs＋同時(shí)吸引8個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引8個(gè)Cs＋(3)每個(gè)晶胞中含有的粒子個(gè)數(shù)(2)每個(gè)Cs＋周圍與它最近的且距離相等的Cs＋有6個(gè)氯化銫晶體結(jié)構(gòu)Cs＋：8Cl－：

離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方法技巧(1)利用物質(zhì)的分類金屬離子和酸根離子、OH－形成的大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物(如Na2O和Na2O2)、活潑金屬的氫化物(如NaH)、活潑金屬的硫化物離子晶體的判斷(2)利用元素的性質(zhì)和種類成鍵元素的電負(fù)性差值大于1.7的物質(zhì)，金屬元素(特別是活潑的金屬元素如ⅠA、ⅡA族元素)與非金屬元素(特別是活潑的非金屬元素，ⅥA、ⅦA族元素)組成的化合物離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方法技巧離子晶體的判斷(3)利用物質(zhì)的性質(zhì)離子晶體一般具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)，硬而脆；固體不導(dǎo)電，但熔融或溶于水時(shí)能導(dǎo)電，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑而難溶于非極性溶劑。離子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)科學(xué)·技術(shù)·社會化合物熔點(diǎn)/℃CaO2613NH4NO3170Ca(H2PO4)2109C2H5NH3NO312隨著離子晶體中陰、陽離子體積的增大，物質(zhì)的熔點(diǎn)越來越低。有的離子晶體的熔點(diǎn)稍高于室溫或低于室溫，稱為離子液體?？茖W(xué)·技術(shù)·社會

傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑大多易揮發(fā)，它們的蒸氣大多有毒，而離子液體卻有難揮發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，這是由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽科學(xué)·技術(shù)·社會離子液體可用作溶劑。如有一種叫天絲的織物纖維，是將樹木的纖維素分子溶于一種離子液體，濾去不溶的木質(zhì)素后，加水析出纖維素分子組裝成的再生植物纖維。離子液體有良好的導(dǎo)電性，用作電化學(xué)研究的電解質(zhì)，并被開發(fā)為原電池的電解質(zhì)。許多離子液體被用于有機(jī)合成的溶劑和催化劑，如合成藥物。離子液體在生物化學(xué)等科研領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。當(dāng)堂小結(jié)離子晶體構(gòu)成微粒微粒間的作用力物理特性典型晶體金屬晶體構(gòu)成微粒微粒間的作用力物理特性1．高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖，晶體中氧的化合價(jià)部分為0，部分為－2。下列說法正確的是（）對點(diǎn)練習(xí)A.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個(gè)晶胞含有4個(gè)K＋和4個(gè)O2－B.晶體中每個(gè)K＋周圍有8個(gè)O2－，每個(gè)O2－周圍