202X學年高中化學第3章物質的聚集狀態(tài)與物質性質第2節(jié)金屬晶體與離子晶體課件魯科版選修3

1、第3章 物質的聚集狀態(tài)與物質性質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。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。3.了解晶格能的概念和意義。目標導航根底知識導學重點難點探究隨堂達標檢測欄目索引概念 通過 形成的晶體成鍵微粒 和微粒間作用力_ 物理性質有良好的導電性、導熱性和延展性一、金屬晶體 根底知識導學答案金屬原子1.概念及物理性質金屬鍵金屬陽離子自由電子金屬鍵答案2.常見金屬晶體的構造型式堆積模型常見金屬晶體晶胞結構示意圖配位數(shù)每個晶胞所含原子數(shù)簡單立方堆積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相關視頻答案議一議1.為什么金屬晶體最常見的構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？答案由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，從而導致金屬晶體最常見的構答案由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，從而導致金屬晶體最常見的構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。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。2.金屬在拉成絲或壓成薄片的過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程中，層與層之間可以發(fā)生相對滑動，但金屬鍵仍然存在，所以金屬鍵不會斷裂，故金屬具有良好的延展

3、性。二、離子晶體答案1.概念概念通過結合，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離子和陰離子離子鍵陽離子、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型晶體結構模型配位數(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、陽離子完全 而遠離所吸收的能量意義衡量離子鍵的強弱。晶格能越大，表示離子鍵越 ，離子晶體越影響因素晶格能 ，即與陰、陽離子所帶電荷的乘積成 ，與陰、陽離子間的距

4、離成 ；與離子晶體的 有關對晶體物理性質的影響晶體結構型式相同時，晶格能越大，熔、沸點越 ，硬度越氣化強穩(wěn)定正比反比構造型式高大答案4.物理性質熔、沸點較高硬度較大，但較脆溶解性一般水中 ，非極性溶劑中導電性固態(tài)時 ，熔融狀態(tài)或在水溶液中難溶不導電易溶能導電答案議一議1.離子晶體的化學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，離子晶體的化學式僅代表晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，并不代表分子組成。2.在熔融狀態(tài)下能導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。只有金屬單質和離子化合物在熔融狀態(tài)導電。3.根據(jù)晶格能的知識答復：(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的晶體構造與NaCl的晶體構造相似，KCl、CaO、MgO三種離子晶體熔點從高到低的順序是_。MgOCaOKCl返回答案一、金屬晶體與離子晶體的構造與物理性質 重點難點探究金屬晶體與離子晶體的組成與性質類型比

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成微粒陰、陽離子金屬陽離子、自由電子粒子間作用力離子鍵(強)金屬鍵(有強、有弱)熔化時需克服的作用力離子鍵金屬鍵 物質的性質熔、沸點較高一般較高，少部分低硬度硬而脆一般較大，少部分小導電性固態(tài)不導電，熔融或水溶液導電晶體、熔融均導電導熱性不好良好延展性沒有良好溶解性易溶于極性溶劑，難溶于有機溶劑 難溶(Na等與水反應)(1)離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價鍵，一定不存在分子間作用力。(2)離子晶體中不存在單個分子。(3)含有金屬陽離子的晶體可能是金屬晶體，也可能是離子晶體，因此含金屬陽離子的晶體中不一定存在陰離子。關鍵提醒解析答案

7、例1 1 以下性質適合于離子晶體的是( ( ) )A.A.熔點1 070 1 070 ，易溶于水，水溶液能導電B.B.熔點10.31 10.31 ，液態(tài)不導電，水溶液能導電C.C.能溶于CS2CS2，熔點112.8 112.8 ，沸點444.6 444.6 D.D.熔點97.81 97.81 ，質軟，導電，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))時導電，時導電， B項不是離子晶體；項不是離子晶體；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項也不是離子晶體；項也不是離子晶體；由于離子晶體質硬易碎，且固態(tài)

8、不導電，所以由于離子晶體質硬易碎，且固態(tài)不導電，所以D項也不是離子晶體。項也不是離子晶體。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)導電性判斷。離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)下均導電。(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。解題反思變式訓練1 以下說法中正確的選項是( )A.固態(tài)能導電的晶體一定是金屬晶體B.固態(tài)不能導電，水溶液能導電的晶體一定是離子晶體C.熔融狀態(tài)能導電的晶體一定是離子晶體D.固態(tài)不導電而熔融態(tài)能導電的晶體一定是離子晶體解析答案解析解析

9、固態(tài)時能導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)不能導電，水溶液能導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)也能導電，C不正確；離子晶體是陰、陽離子組成的，固態(tài)時陰、陽離子不能自由移動，不導電，熔融狀態(tài)時電離出自由移動的離子而導電。答案答案D離子晶體在固態(tài)下不導電，熔融狀態(tài)導電；共價化合物在固態(tài)和熔融狀態(tài)均不導電，故可以通過熔融狀態(tài)能否導電的實驗檢驗某化合物是否為離子晶體。解題反思二、金屬晶體和離子晶體熔、沸點的比較1.金屬晶體熔、沸點的規(guī)律(1)金屬的熔、沸點取決于金屬鍵的強弱，一般金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內

10、部金屬鍵越強，晶體熔、沸點越高。(2)金屬晶體的熔點差異較大，如Hg熔點很低，堿金屬熔點較低，鐵等金屬熔點很高。這是由于金屬晶體嚴密堆積方式、金屬陽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的熔點由左到右升高；同一主族金屬單質的熔點自上而下降低。(4)合金的熔點低于成分金屬的熔點。2.離子晶體熔、沸點的規(guī)律一般來說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，那么離子鍵越強，晶體熔、沸點越高。解析答案例2 2 根據(jù)表格數(shù)據(jù)答復以下有關問題：(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，熔點最高的是_。(2)NaF的熔點_ 的熔點(填“、“Mg2，故空心球應為O2，實心球應為Mg2；圖中應該黑白球交替出現(xiàn)，故8號球應為實心球?？招那驊獮镺2，實心球應為Mg2；8號空心球應改為實心球(2)MgO是優(yōu)良的耐高溫材料，MgO的熔點比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、，熔點高。晶格能大，熔點高。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，所以熔點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_cm3。解析答案解析解析 CaO與與NaCl的晶胞同為面心立方構造，所以的晶胞同為面心立方構造，所以CaO晶胞中也含有晶胞中也含有4個個鈣離子和鈣離子和4個氧離

13、子，因此個氧離子，因此CaO晶胞體積為晶胞體積為 。(5)CaC2晶體的晶胞構造如下圖， CaC2晶體中含有啞鈴形 的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2周圍距離最近的 數(shù)目為_ 。解析答案解析解析 一個 Ca2吸引6個 ，由于晶胞沿一個方向拉長，1個Ca2周圍距離最近的 為4個。46.答復以下問題：(1)銅的堆積方式屬于A1型嚴密堆積，其晶胞示意圖為_(填序號)。晶胞中所含的銅原子數(shù)為_個。解析答案金屬銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長為a cm。又知銅的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為_ 。(2)1 183 K以下純鐵晶體的根本構造單元如圖1所示，1 183 K以上轉變?yōu)閳D2所示的根本構造單元，在兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離一樣。答案鐵原子的簡化電子排布式為_；鐵晶體中鐵原子以_鍵相互結合。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個頂點的鐵原子；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。8