魯科版高中化學(xué)選擇性必修2第3章第2節(jié)第1課時金屬晶體離子晶體基礎(chǔ)課課件

第1課時金屬晶體離子晶體(基礎(chǔ)課)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)幾種簡單的晶體結(jié)構(gòu)模型素養(yǎng)目標(biāo)1．能借助金屬晶體結(jié)構(gòu)模型認識金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點。能利用形成晶體的作用力解釋金屬的性質(zhì)。2．認識幾種常見離子晶體的模型，并能解釋離子晶體的性質(zhì)。建立認知模型，并能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。舊知回顧1．金屬具有很多共同的物理性質(zhì)。例如，常溫下它們都是固體(汞除外)，有金屬光澤，大多數(shù)為電和熱的優(yōu)良導(dǎo)體，有延展性，密度較大，熔點較高。2．加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的合金，其性能會發(fā)生改變。合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好，因此，合金具有更廣泛的用途。3．離子鍵：陰、陽離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。4．離子化合物中一定含有離子鍵，離子化合物中不存在單個的分子。必備知識自主預(yù)習(xí)一、金屬晶體1．概念金屬原子通過______形成的晶體稱為金屬晶體。2．特點金屬鍵沒有____性和____性，金屬晶體可以看作是________的堆積。金屬鍵飽和方向等徑圓球常見金屬Ca、Cu、Au、Al、Pd、Pt、AgLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti結(jié)構(gòu)示意圖

配位數(shù)_____3．常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)128124．物理通性(1)通性：金屬晶體具有金屬光澤，有良好的____、____和______。(2)原因：金屬鍵在整個____的范圍內(nèi)起作用。在鍛壓或錘打時，密堆積層的金屬原子之間比較容易產(chǎn)生____，這種滑動不會破壞密堆積的排列方式，而且在滑動過程中“________”能夠維系整個金屬鍵的存在，即各層之間始終保持著金屬鍵的作用，因此金屬晶體雖然發(fā)生了形變但不致斷裂。延性展性可塑性晶體滑動自由電子想一想金屬在發(fā)生變形延展時，金屬鍵斷裂嗎？提示：不斷裂。晶體類型NaCl型CsCl型CaF2型晶胞

二、離子晶體1．概念陰、陽離子在空間呈現(xiàn)周期性重復(fù)排列所形成的晶體。2．常見的離子晶體晶體類型NaCl型CsCl型CaF2型晶胞中微粒數(shù)Na＋

_Cl－

_Cs＋

_Cl－

_Ca2+

_F－

_物質(zhì)Li、Na、K、Rb的鹵化物，AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BaF2、PbF2、CeO2等4411483．晶格能(1)概念：將1mol

離子晶體完全____為氣態(tài)陰、陽離子所吸收的能量。(2)意義：衡量離子鍵的強弱。晶格能越大，表示離子鍵越__，離子晶體越____。(3)影響因素：①晶格能與陰、陽離子所帶______以及陰、陽離子間的____有關(guān)。②與離子晶體的________有關(guān)。氣化強

穩(wěn)定電荷數(shù)距離結(jié)構(gòu)類型4．特性(1)____、____較高，而且隨著離子電荷的增加，離子間距的縮短，______增大，熔點升高。(2)一般__溶于水，難溶于______溶劑。(3)在固態(tài)時不導(dǎo)電，____狀態(tài)或在______中能導(dǎo)電。熔點沸點晶格能易

非極性熔融水溶液判一判

(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)離子晶體一定含有金屬陽離子。 (

)(2)金屬晶體和離子晶體的導(dǎo)電實質(zhì)是一樣的。 (

)(3)固態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電，這一性質(zhì)能說明某晶體一定是離子晶體。 (

)(4)氯化鈉的分子式為NaCl。 (

)××××關(guān)鍵能力情境探究[情境探究]金屬鉀、銅的部分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表所示：金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬KCu基態(tài)原子價電子排布4s13d104s1原子半徑/pm255128熔點/℃63.410831．為什么金屬鉀的熔點低于金屬銅？提示：銅的原子半徑更小、基態(tài)原子的價電子數(shù)更多，銅的金屬鍵強于鉀，故銅的熔點更高。2．請分析金屬鉀、銅的硬度的相對大小，并說明理由。提示：銅的金屬鍵強于鉀，故硬度：銅＞鉀。3．銅晶體的晶胞如圖所示。設(shè)銅原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個面的對角線上，3個銅原子彼此兩兩相切，M表示銅的摩爾質(zhì)量，銅晶體的密度為多少？

[歸納總結(jié)]1．金屬晶體熔點的影響因素同類型的金屬晶體的熔點由金屬陽離子半徑、離子所帶的電荷決定，陽離子半徑越小，所帶電荷越多，相互作用力就越強，熔點就越高。例如，熔點：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，Na＜Mg＜Al。2．金屬硬度的影響因素金屬的硬度取決于金屬晶體內(nèi)部作用力的強弱。一般來說金屬基態(tài)原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部作用力越強，晶體硬度越大。結(jié)構(gòu)示意圖

晶胞

3．常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)配位數(shù)681212a與r的關(guān)系(a為晶胞邊長，r為金屬原子半徑)a＝2r(位于邊上的兩個原子相切)[能力達成]1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔、沸點越高。且研究表明，一般來說，金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，則金屬鍵越強，由此判斷下列說法錯誤的是(

)A．硬度：Mg＞Al B．熔點：Mg＞CaC．硬度：Mg＞K D．熔點：Ca＞K√A

[Mg2+半徑比Al3+大，所帶電荷數(shù)比Al3+少，則金屬鍵的鍵能：Mg＜Al，硬度：Mg＜Al，A錯誤；Mg2+半徑比Ca2+小，所帶電荷數(shù)相同，則金屬鍵的鍵能：Mg＞Ca，熔點：Mg＞Ca，B正確；Mg2+半徑比K＋小，所帶電荷數(shù)比K＋多，則金屬鍵的鍵能：Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正確；Ca2+半徑比K＋小，所帶電荷數(shù)比K＋多，則金屬鍵的鍵能：Ca＞K，熔點：Ca＞K，D正確。]2．鐵有δ、γ、α三種晶體在結(jié)構(gòu)，如圖是δ、γ、α三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是(

)A．δ－Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有8個B．γ－Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個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∶4a3D．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√

√√

[情境探究]材料一氯化鈉晶體及結(jié)構(gòu)模型離子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)理解材料二三種不同離子晶體的核間距和部分晶格能如下表：晶體NaBrNaClMgO離子間距/pm290276205晶格能/(kJ·mol-1)？78738901．在NaCl晶體中，每個Na＋周圍同時吸引________個Cl－，每個Cl－周圍也同時吸引著________個Na＋；在NaCl晶胞中含有________個Na＋、______個Cl－，晶體中每個Na＋周圍與它距離最近且相等的Na＋共有________個。提示：6

6

4

4

122．NaCl晶體熔化時破壞的作用力是什么？提示：離子鍵。3．上述三種離子晶體晶格能最大的是________(填化學(xué)式，后同)，熔點最高的是________，硬度最大的是________。提示：MgO

MgO

MgO晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點NaCl型(Li、Na、K和Rb的鹵化物，AgF、MgO等)

①Na＋、Cl－的配位數(shù)均為6②每個Na＋(Cl－)周圍緊鄰(距離最近且相等)的Cl－(Na＋)構(gòu)成正八面體③每個Na＋(Cl－)周圍緊鄰的Na＋(Cl－)有12個④每個晶胞中含4個Na＋、4個Cl－[歸納總結(jié)]1．離子晶體的簡單結(jié)構(gòu)類型晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)

①Cs＋、Cl－的配位數(shù)均為8②每個Cs＋(Cl－)周圍緊鄰的Cl－(Cs＋)構(gòu)成正六面體③每個Cs＋(Cl－)周圍緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個④每個晶胞中含1個Cs＋、1個Cl－晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點CaF2型(BaF2、PbF2、CeO2等)

2．離子晶體的晶格能越大，其熔、沸點越高、硬度越大。3．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、沸點和溶解性判斷。離子晶體熔、沸點較高，多數(shù)能溶于水，難溶于有機溶劑。[能力達成]1．下列描述符合離子晶體性質(zhì)的是(

)A．熔點1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．熔點10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．能溶于CS2，熔點112.8℃，沸點444.6℃D．熔點97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm-3√A

[離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時能導(dǎo)電，所以B項描述的不是離子晶體的性質(zhì)；CS2是非極性溶劑，一般離子晶體難溶于非極性溶劑；由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以D項描述的不是離子晶體的性質(zhì)。]2．離子晶體熔點的高低取決于晶體中陽離子與陰離子之間的靜電作用，靜電作用大則熔點高，靜電作用小則熔點低。試根據(jù)學(xué)過的知識，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點的高低順序是(

)A．KCl>NaCl>BaO>CaOB．NaCl>KCl>CaO>BaOC．CaO>BaO>NaCl>KClD．CaO>BaO>KCl>NaCl√

3．(雙選)有一種藍色晶體[可表示為MxFey(CN)6]，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn)，其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點，而CN－位于立方體的棱上，則下列說法正確的是(

)A．x＝2，y＝1B．該晶體屬于離子晶體，M為＋1價C．M的離子不可能在立方體的體心位置D．該晶胞中與每個Fe3+距離最近且相等的CN－有3個√√

[教材鏈接][教材交流·研討]根據(jù)表格數(shù)據(jù)，回答下列有關(guān)問題：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等的離子間距和晶格能如下表所示：

NaBrNaClMgO離子間距/pm290276205晶格能/(kJ·mol-1)

7873890①NaBr晶體比NaCl晶體的晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是______________________________。②MgO晶體比NaCl晶體晶格能大，主要原因是_______________________________________________________________________。③NaBr、NaCl和MgO晶體中，熔點最高的是________。小

NaBr比NaCl的離子間距大氧化鎂晶體中的陰、陽離子的電荷數(shù)絕對值大，并且離子間距小MgO(2)Cu2O的熔點比Cu2S的________(填“高”或“低”)，請解釋原因：_________________________________________________________________________________。(3)NaF的熔點________(填“>”“<”或“＝”)KCl的熔點，其原因是________________________________________________________________________________。高O2-半徑小于S2-的半徑，Cu2O的離子鍵強于Cu2S的離子鍵，所以Cu2O的熔點比Cu2S的高>

兩者均為離子化合物，且電荷數(shù)均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點較低學(xué)習(xí)效果隨堂評估1．MgO、Rb2O、CaO、BaO四種離子晶體熔點的由高到低的順序是(

)A．MgO>Rb2O>BaO>CaOB．MgO>CaO>BaO>Rb2OC．CaO>BaO>MgO>Rb2OD．CaO>BaO>Rb2O>MgO243題號1√B

[四種離子晶體所含陰離子相同，所含陽離子不同。對Mg2+、Rb＋、Ca2+、Ba2+進行比較，Rb＋所帶電荷數(shù)少，其與O2-形成的離子鍵最弱，故Rb2O的熔點最低。對Mg2+、Ca2+、Ba2+進行比較，它們所帶電荷一樣多，半徑Mg2+<Ca2+<Ba2+，與O2-形成的離子鍵由強到弱的順序是MgO>CaO>BaO，相應(yīng)離子晶體的熔點由高到低的順序為MgO>CaO>BaO。綜上所述，四種離子晶體熔點的由高到低順序是MgO>CaO>BaO>Rb2O。]243題號1

23題號14√√

23題號143．NaCl的Born—Haber循環(huán)如圖所示。已知：元素的氣態(tài)原子或離子獲得一個電子所放出的能量稱為電子親和能。下列有關(guān)說法正確的是(

)23題號41A．Cl—Cl鍵的鍵能為119.6kJ·mol-1B．Na的第一電離能為603.4kJ·mol-1C．NaCl的晶格能為410.9kJ·mol-1D．Cl的第一電子親和能為348.3kJ·mol-123題號41√D

[Cl—Cl鍵的鍵能為斷裂1molCl—Cl鍵形成氣態(tài)氯原子所吸收的能量，Cl—