離子晶體與金屬晶體第1課時(shí)課件-人教版（2019）高中化學(xué)選擇性必修2

人教版（2019版）化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時(shí)

金屬鍵與金屬晶體金屬的分類(lèi)按密度分重金屬：銅、鉛、鋅等輕金屬：鋁、鎂等冶金工業(yè)黑色金屬：鐵、鉻、錳有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬按儲(chǔ)量分常見(jiàn)金屬：鐵、鋁等稀有金屬：鋯、釩、鉬4.5g/cm3

思考與討論1：

根據(jù)金屬在周期表中的位置，分析金屬元素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？金屬固體是晶體，是以共價(jià)鍵結(jié)合形成的原子晶嗎？任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體

金屬脫落下來(lái)的價(jià)電子幾乎均勻分布整個(gè)晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，被所有原子所共有，把所有金屬原子維系在一起。任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體電子氣理論1.金屬鍵：金屬陽(yáng)離子與自由電子間強(qiáng)烈的相互作用任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體

思考與討論2：

晶體中有陽(yáng)離子是否一定有陰離子？共價(jià)鍵具有方向性和飽和性，金屬鍵有方向性和飽和性嗎？

2.金屬鍵的特征①自由電子不是專(zhuān)屬于某個(gè)特定的金屬陽(yáng)離子，而是在整塊固態(tài)金屬中自由移動(dòng)。②金屬鍵既沒(méi)有方向性，也沒(méi)有飽和性。③金屬鍵的成鍵粒子是

和__________。金屬陽(yáng)離子自由電子金屬晶體與共價(jià)晶體一樣是一種“巨分子”3.金屬鍵的影響因素金屬鍵金屬的物理性質(zhì)決定原子半徑價(jià)電子數(shù)原子半徑越大，價(jià)電子數(shù)越少，金屬鍵越弱，反之，金屬鍵越強(qiáng)延展性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性金屬光澤......金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大熔沸點(diǎn)任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體√隨堂練習(xí)下列各組金屬熔點(diǎn)高低順序正確的是(

)A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類(lèi)似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。(1)延展性外力任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬陽(yáng)離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳遞給金屬陽(yáng)離子。自由電子與金屬陽(yáng)離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。(2)導(dǎo)熱性任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動(dòng)是沒(méi)有方向的，但是在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬導(dǎo)電的粒子是自由電子，導(dǎo)電過(guò)程是物理變化。而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的粒子是自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，導(dǎo)電過(guò)程是化學(xué)變化(3)導(dǎo)電性任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體外加電場(chǎng)4.電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)由于金屬內(nèi)部原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，且存在自由電子，所以當(dāng)光線照射到金屬表面時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光并很快放出，使金屬不透明且具有金屬光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時(shí)，晶格排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后反射不出去，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。(4)金屬光澤任務(wù)一：金屬鍵與金屬晶體金屬材料形成合金以后性能會(huì)發(fā)生改變，這是為什么？提示：當(dāng)向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子（形成合金）時(shí)，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小而堅(jiān)硬的沙土或碎石一樣，會(huì)使這種金屬的延展性（變差）、熔點(diǎn)（變低）、硬度（增大）等發(fā)生改變。拓展提升1.試用“電子氣理論”解釋為什么金屬具有良好的①延展性、②導(dǎo)電性、③導(dǎo)熱性。提示①當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類(lèi)似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，原來(lái)的排列方式不變，電子氣也沒(méi)有被破壞，所以金屬有良好的延展性；②金屬晶體中的自由電子在電場(chǎng)中定向移動(dòng)而形成電流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性；③電子氣中的自由電子在熱的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)頻繁與金屬原子碰撞，從而引起能量傳遞，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)熱性。深度思考2.試用金屬鍵解釋Na、Mg、Al的熔點(diǎn)逐漸升高的原因。提示Na、Mg、Al的原子半徑逐漸減小，價(jià)電子數(shù)逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高。3.金屬鍵可以看成是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈相互作用，和共價(jià)鍵類(lèi)似。金屬鍵有飽和性和方向性嗎？提示沒(méi)有；金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用，自由電子為整個(gè)金屬的所有陽(yáng)離子所共有，故金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性。深度思考應(yīng)用體驗(yàn)1.正誤判斷(1)金屬在常溫下都是晶體()(2)金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用()(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，金屬鍵被破壞()(4)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低()(5)金屬晶體除了純金屬，還有大量的合金()(6)有機(jī)高分子化合物一定不能導(dǎo)電()(7)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低()××××√×√膽礬螢石重晶石燒堿CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH任務(wù)二：離子晶體1、離子鍵陰陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的強(qiáng)烈的相互作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質(zhì)靜電引力和斥力（1）特征：（2）影響因素：離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性。一般說(shuō)來(lái)，陰、陽(yáng)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，硬度越大任務(wù)二：離子晶體2.離子晶體強(qiáng)堿、活潑金屬的氧化物和過(guò)氧化物、大多數(shù)鹽由陰離子和陽(yáng)離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體常見(jiàn)的離子晶體離子晶體的性質(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。任務(wù)二：離子晶體NaCl晶體Na+Cl-離子晶體無(wú)單個(gè)分子存在；如NaCl不表示分子式離子晶體的性質(zhì)探究（1）NaCl等離子晶體在熔融狀態(tài)下導(dǎo)電、水溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電有什么不同?（2）離子晶體是否具有較好的延展性？發(fā)生滑動(dòng)施加外力陽(yáng)離子陰離子同種電荷相互排斥，使晶面裂開(kāi)離子晶體的性質(zhì)探究（3）離子晶體的熔點(diǎn)是否都較高？分析下表中的數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？離子鍵的強(qiáng)弱離子半徑陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)離子晶體的性質(zhì)探究3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞（1）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)：

任務(wù)二：離子晶體鈉離子：體心和棱中點(diǎn)氯離子：面心和頂點(diǎn)或者反之;交錯(cuò)排列（2）配位數(shù)一種離子周?chē)钹徑膸喾措姾傻碾x子數(shù)目每個(gè)Na＋周?chē)c之等距且距離最近的Cl－有____個(gè)。6它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。正八面體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（3）每個(gè)Na＋周?chē)c之等距且距離最近的Cl－有___個(gè)，Na＋有___個(gè)。

每個(gè)Cl－周?chē)c之等距且距離最近的Na＋有____個(gè)，Cl－有____個(gè)。Cl－Na＋6126123.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)NaCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（1）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)：銫離子：體心氯離子：頂點(diǎn)或者反之;交錯(cuò)排列Cs＋：1

3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（2）配位數(shù)每個(gè)Cs＋周?chē)c之等距且距離最近的Cl－有____個(gè)。它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。8正六面體3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體（3）每個(gè)Cs＋周?chē)c之等距且距離最近的Cl－有___個(gè)，Cs＋有___個(gè)。每個(gè)Cl－周?chē)c之等距且距離最近的Cs＋有____個(gè)，Cl－有____個(gè)。86863.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)CsCl晶胞任務(wù)二：離子晶體1.含金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體嗎？提示不一定。也可能是金屬晶體。2.含有陰離子的晶體一定含有金屬離子嗎？提示含有陰離子的晶體，一定含有陽(yáng)離子，但不一定是金屬陽(yáng)離子，如銨鹽。3.NaCl的熔點(diǎn)為801℃，CsCl的熔點(diǎn)為645℃，試解釋其原因。提示Na＋、Cs＋所帶電荷一樣，但Na＋的半徑小于Cs＋的半徑，NaCl中的離子鍵強(qiáng)于CsCl中的離子鍵，所以NaCl的熔點(diǎn)高于CsCl的熔點(diǎn)。深度思考應(yīng)用體驗(yàn)1.正誤判斷(1)離子晶體中一定含有金屬元素()(2)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體()(3)有些離子晶體中除含離子鍵外還存在共價(jià)鍵()(4)離子晶體的熔點(diǎn)一定低于共價(jià)晶體的熔點(diǎn)()(5)離子晶體受熱熔化，破壞化學(xué)鍵，吸收能量，屬于化學(xué)變化()(6)某些離子晶體受熱失去結(jié)晶水，屬于物理變化()××√×××2.在離子晶體中，陰、陽(yáng)離子按一定的規(guī)律進(jìn)行排列，如圖甲是NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)。在離子晶體中，陰、陽(yáng)離子具有或近似具有球形對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，它們可以看作是不等徑的剛性圓球，并彼此相切，如圖乙。已知a為常數(shù)。(1)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引____個(gè)Cl－；而Na＋與Cl－的數(shù)目之比為_(kāi)_____。61∶10.414∶1(3)若a＝5.6×10－8cm，NaCl晶體的密度為_(kāi)_________(已知5.63≈175.6，NaCl的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol－1)。2.2g·cm－3返回離子晶體只存在離子鍵作用力嗎？試舉例說(shuō)明提示：如CuSO4?5H2O中還存在共價(jià)鍵、分子間作用力，有些還有氫鍵等，但主體是離子鍵。以上討論了NaCl和CsCl兩種離子晶體，實(shí)際上，大量離子晶體的陰離子或陽(yáng)離子不是單原子離子，有的還存在電中性分子（如H2O、NH3等)。例如，CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在這些離子晶體中還存在共價(jià)鍵、氫鍵等。晶體中也存在范德華力，只是當(dāng)能量份額很低時(shí)不提及。然而，貫穿整個(gè)晶體的主要作用力仍是陰、陽(yáng)離子之間的作用力。能力拓展形成離子液體的陰、陽(yáng)離子半徑較大