新人教版選擇性必修2第3章第3節(jié)第1課時金屬晶體離子晶體學(xué)案

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時金屬晶體離子晶體［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.能辨識常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中構(gòu)成微粒及微粒間作用，并解釋金屬的物理性質(zhì)。2.能辨識常見的離子晶體，能從微觀角度理解離子健對離子晶體性質(zhì)的影響，能從宏觀角度解釋離子晶體性質(zhì)的差異。3.通過對離子晶體模型的認(rèn)識,理解離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)測其性質(zhì)。一、金屬鍵與金屬晶體.金屬鍵⑴概念：“電子氣理論”把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的血電工形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。(2)成鍵粒子是金屬陽離子和自由電子。(3)金屬鍵的強(qiáng)弱和對金屬性質(zhì)的影響①金屬鍵的強(qiáng)弱主要決定于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù)。原子半徑越大、價電子數(shù)越少,金屬鍵越弱；反之，金屬鍵越強(qiáng)。②金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。如：熔點(diǎn)最高的金屬是集，硬度最大的金屬是蟄。特別提醒金屬鍵沒有方向性和飽和性。.金屬晶體(1)在金屬晶體中，原子間以金屬鍵相結(jié)合。(2)金屬晶體的性質(zhì)：優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。(I)金屬在常溫下都是晶體()(2)金屬鍵是金屬陽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)生相對滑動，金屬鍵被破壞0(4)共價晶體的熔點(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0(5)金屬晶體除了純金屬還有大量的合金0(6)有機(jī)高分子化合物一定不能導(dǎo)電0(7)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低0答案⑴X⑵X(3)X(4)X(5)V(6)X⑺J.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，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但原來的排列方式不變，而且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，并且電子氣沒有破壞，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中定向移動而形成電流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。③電子氣中的自由電子在運(yùn)動時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。.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，價電子數(shù)逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升商。二、離子晶體.離子鍵及其影響因素（1）概念：陰、陽離子之間通過靛蟲隹用形成的化學(xué)鍵。（2）影響因素：離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)。特別提醒離子鍵沒有方向性和飽和性。.離子晶體及其物理性質(zhì)（1）概念：由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。⑵離子晶體的性質(zhì)①熔、沸點(diǎn)較顯，硬度較大。②離子晶體不導(dǎo)電，但熔化或溶于水后能導(dǎo)電。③大多數(shù)離子晶體能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)（l）NaCl晶胞NaCl晶胞如圖所示，每個Na+周圍距離最近的C廠有色個（上、下、左、右、前、后各1個）,構(gòu)成正八面體，每個C1周圍距離最近的Na一有2個，構(gòu)成正八面體，由此可推知晶體的化學(xué)式為RaQ。回答下列問題：①每個Na+（C廠）周圍距離相等且最近的Na'（C「）是y個。②每個晶胞中實(shí)際擁有的Na'數(shù)是生個，C1數(shù)是生個。③若晶胞參數(shù)為apm,則氯化鈉晶體的密度為心.￡10一30告5-3。⑵Cs。晶胞CsCl晶胞如圖所示，每個Cs+周圍距離最近的C「有區(qū)個，每個C廠周圍距離最近的Cs+有8個，它們均構(gòu)成正六面體，由此可推知晶體的化學(xué)式為2?；卮鹣铝袉栴}：①每個Cs'（。一）周圍距離最近的Cs+（C「）有色個，構(gòu)成正八面體。②每個晶胞中實(shí)際擁有的Cs+有L個，C「有L個。③若晶胞參數(shù)為apm,則氯化鈉晶體的密度為二黑;13溷5一3。(1)離子晶體中一定含有金屬元素0(2)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離了一晶體0(3)有些離子晶體中除含離子鍵外還存在共價鍵0(4)離子晶體的熔點(diǎn)一定低于共價晶體的熔點(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0(6)某些離了?晶體受熱失去結(jié)晶水，屬于物理變化0答案⑴X⑵X(3)〃4)X(5)X(6)X.NaCl的熔點(diǎn)為801C,CsQ的熔點(diǎn)為645C,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，NaQ中離子鍵強(qiáng)于CsQ中離子鍵，所以NaCl的熔點(diǎn)高于CsCl的熔點(diǎn)。.自然界中的CaF?又稱螢石，是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列一定能說明CaF?是離子晶體的實(shí)驗(yàn)是0CaF?難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電性極弱CaF2的熔、沸點(diǎn)較高，硬度較大CaF?固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電CaF?在有機(jī)溶劑(如藻)中的溶解度極小答案C解析離子晶體中含有離子鍵，離子鍵在熔融狀態(tài)下被破壞，電離出自由移動的陰、陽離子，所以離子晶體在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?，這是判斷某晶體是否為離子晶體的依據(jù)。.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是0A.圖(1)和(3)B.圖(2)和(3)C.圖⑴和(4)D.只有圖(4)答案C解析NaQ晶體中，每個Na卡周圍最鄰近的。一有6個，構(gòu)成正八面體，同理，每個周圍最鄰近的6個Na卡也構(gòu)成正八面體，由此可知圖(1)和(4)是從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖，C項(xiàng)正確。.在離子晶體中，陰、陽離子按一定的規(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、陽離子具有或近似具有球形對稱結(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。為常數(shù)。⑴在NaCl晶體中，每個Na+同時吸引個C「而Na+與C「的數(shù)目之比為。(2)Na'半徑與C「半徑之比為(已知陋=1.414)。⑶若a=5.6X10Fcm,NaCl晶體的密度為(已知5.63=175.6,NaCl的摩爾質(zhì)量為8.5gmol|)。答案⑴61：1(2)0.414：1⑶2.2gcm-3解析(1)觀察晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個Na卡同時吸引6個C廣；在每個晶胞中含Na卡的個數(shù)為4,含C廠的個數(shù)也為4,即Na卡與C「的數(shù)目之比為1：1。(2)由圖乙可知，因?yàn)?<Cl-)>/<Na+),則*C「)=乎，2r(Na+)=a-2HC「)=a—2X*4+、2“一?r(Na')2a一皿.小a巧n/i」一r(Na)—4,《廣廠4?4一32—1).1—0.414.1。58.5X4⑶由NaCl晶體結(jié)構(gòu)分析，每個晶胞中含有4個“NaCl"，則〃修=挈，〃=翳等式能/VAK1U)cm-3?^2.2gcm_3o.下列敘述正確的是0A.任何晶體中，若含有陽離子，就一定含有陰離子B.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬陽離子間的相互作用C.價電子數(shù)越多，金屬元素的金屬性越強(qiáng)D.含有金屬元素的離子不?定是陽離子答案D解析金屬晶體中雖存在陽離子，但沒有陰離子，A錯誤：金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬陽離子與自由電子之間的相互作用，B錯誤；價電子數(shù)多的金屬元素的金屬性不一定強(qiáng)，如Fe的價包子數(shù)比Na多，但Fe的金屬性卻沒有Na的強(qiáng)，C錯誤；含有金屬元素的離子不一定是陽離子，如A1OE是陰離子，D正確。.下列關(guān)于金屬鍵的敘述中不正確的是0A.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間強(qiáng)烈的相互作用，其實(shí)質(zhì)與離子鍵類似，也是一種電性作用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，所以與共價鍵類似,也有方向性和飽和性C.金屬鍵是金屬陽離子和“自由電子”間的相互作用，金屬鍵無飽和性和方向性D.構(gòu)成金屬鍵的“自由電子”在整個金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動答案B解析從構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的性質(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，并且在整個金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運(yùn)動，為整個金屬中的所有陽離子所共有，從這個角度看，金屬鍵與共價鍵有類似之處，但兩者又有明顯的不同，如金屬鍵無方向性和飽和性。.金屬晶體熔、沸點(diǎn)的高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是0A.金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鋁B,堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣答案C解析金屬陽離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，據(jù)此判斷。.下列物質(zhì)中屬于含有中心分子的離子晶體的是()A.CaCO,^B.NaiOiC.(NH4)2SO4D.Cu(NH3)4SO4H2O答案D.(2019?靈丘高二月考)下列物質(zhì)的晶體一定屬于離子晶體的是0A.在水中能電離出離子的物質(zhì)B.在水中能電離出SO廠的化合物C.在水中能電離出Na的化合物D.熔化時化學(xué)鍵無變化的化合物答案C.下列有關(guān)離子晶體的敘述中，不正確的是0A.Imol氯化鈉晶體中有Na個NaC分子B,氯化鈉晶體中，每個Na十周圍距離最近且相等的C「共有6個C.醋酸鈉屬于離子晶體，含非極性鍵D.平均每個NaCI晶胞中有4個Na'、4個答案A解析NaCl為面心立方結(jié)構(gòu)，每個晶胞中Na.的個數(shù)為12X；+【=4,C「的個數(shù)為8x1+6x1=4,則Imol氯化鈉晶體中有4Na個Na+、4必個C廣，不存在分子，A項(xiàng)錯誤、D項(xiàng)正確；由NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)可知，Na*在棱心和體心時，頂點(diǎn)和面心為C「，則每個Na卡周圍距離最近且相等的C「共有6個，B項(xiàng)正確：醋酸鈉中存在碳碳非極性鍵，C項(xiàng)正確。.根據(jù)Cs。的晶胞結(jié)構(gòu)分析，CsCl晶體中兩距離最近的Cs十間距離為小則每個Cs-周圍與其距離為a的Cs+數(shù)目為；每個Cs，周圍距離相等且次近的Cs+數(shù)目