魯科版選擇性必修2第3章第2節(jié)第1課時金屬晶體離子晶體課件（35張）

第2節(jié)幾種簡單的晶體結(jié)構(gòu)模型第1課時金屬晶體離子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過金屬晶體、離子晶體結(jié)構(gòu)模型學(xué)習(xí),能認(rèn)識金屬晶體、離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.通過學(xué)習(xí)幾種常見金屬晶體、離子晶體的模型,能解釋金屬晶體、離子晶體的性質(zhì)。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測評任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1金屬晶自主梳理1.金屬晶體的定義金屬

通過

形成的晶體稱為金屬晶體。原子金屬鍵2.常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)常見金屬Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、PtLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti堆積方式面心立方最密堆積體心立方堆積六方最密堆積3.金屬晶體延展性原理當(dāng)金屬受到外力作用(鍛壓或捶打)時,晶體中密堆積層的金屬原子之間比較容易產(chǎn)生

,但

不變,而且在滑動過程中“自由電子”能夠維系

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,所以金屬通常有良好的

、

和

性。具有最密堆積結(jié)構(gòu)的金屬的延展性往往比具有其他結(jié)構(gòu)的金屬的延展性

?；瑒用芏逊e的排列方式整個金屬鍵延性展性可塑好互動探究研究人員研制出一種納米晶體鐵鋯合金,其強(qiáng)度和硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鐵。值得注意的是,在極高的溫度環(huán)境中,即使是在接近鐵熔點(diǎn)(1300℃)的高溫環(huán)境下,仍能保持納米晶體結(jié)構(gòu),以及超高的強(qiáng)度和硬度。探究金屬晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)問題1:在通常狀況下金屬都是晶體嗎?提示:不都是晶體,如汞常溫為液態(tài),不屬于晶體。問題2:金屬原子凝聚成固體狀態(tài)的作用力是什么?提示:是金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵作用。問題3:影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素是什么?提示:金屬陽離子的半徑大小和“自由電子”數(shù)目(或金屬陽離子所帶電荷數(shù))的多少。問題4:金屬硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)與金屬鍵有何關(guān)系?提示:一般金屬鍵越強(qiáng),金屬硬度越大,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高。歸納拓展金屬晶體熔點(diǎn)的規(guī)律(1)同類型的金屬晶體的熔點(diǎn)由金屬陽離子半徑、離子所帶的電荷數(shù)決定,陽離子半徑越小,所帶電荷越多,金屬鍵就越強(qiáng),晶體熔點(diǎn)就越高。例如熔點(diǎn):Li>Na>K>Rb>Cs,Na<Mg<Al。(2)金屬晶體的熔點(diǎn)差別較大,如Hg熔點(diǎn)很低,堿金屬熔點(diǎn)較低,鐵等金屬熔點(diǎn)很高。這是由于金屬晶體密堆積方式、金屬陽離子和“自由電子”的作用力不同造成的。(3)一般來說,同一周期主族金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)由左到右逐漸升高,同一主族金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)自上而下逐漸降低。(4)合金的熔點(diǎn)一般低于其成分金屬的熔點(diǎn)。題組例練C1.(2021·四川雅安期中)下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法不正確的是(

)A.金屬鍵不具有方向性和飽和性B.金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用C.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶鲎饔孟庐a(chǎn)生自由電子D.金屬受外力作用變形時,金屬陽離子與自由電子間仍保持較強(qiáng)烈作用,因而具有延展性解析:金屬鍵是存在于金屬陽離子和“自由電子”之間的強(qiáng)的相互作用,不是存在于相鄰原子之間的作用力,而是屬于整塊金屬,沒有方向性和飽和性,A項(xiàng)正確;金屬鍵是存在于金屬陽離子和“自由電子”之間的強(qiáng)的相互作用,其本質(zhì)也是電性作用,B項(xiàng)正確;金屬中存在金屬陽離子和“自由電子”,當(dāng)給金屬通電時,“自由電子”定向移動而導(dǎo)電,C項(xiàng)錯誤;金屬具有良好的延展性,受外力作用變形時,金屬陽離子與自由電子間仍保持較強(qiáng)烈作用,D項(xiàng)正確。2.(2021·陜西藍(lán)田期末)金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式,圖a、b、c分別代表這三種晶體的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子個數(shù)比為(

)A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶9A3.金屬鈉、鎂、鋁的熔點(diǎn)高低順序正確的是(

)A.Na>Mg>Al B.Al>Mg>NaC.Mg>Al>Na D.Na>Al>Mg解析:金屬陽離子半徑越小,所帶電荷數(shù)越多,金屬陽離子與“自由電子”間的作用力越大,金屬鍵越強(qiáng),晶體熔點(diǎn)越高。Na+、Mg2+、Al3+的電荷數(shù)逐漸增多,半徑逐漸減小,金屬鍵逐漸增強(qiáng),故鈉、鎂、鋁的熔點(diǎn)逐漸升高。B學(xué)習(xí)任務(wù)2離子晶體自主梳理1.定義

在空間呈現(xiàn)

排列所形成的晶體。2.結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒:陰離子和陽離子,離子晶體中不存在單個分子。(2)微粒間的作用力:離子鍵。陰、陽離子周期性重復(fù)3.常見的離子晶體4184陰、陽離子個數(shù)比

.

.

.化學(xué)式NaClCsClCaF2符合類型的物質(zhì)Li、Na、K和Rb的鹵化物,AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BaF2、PbF2、CeO2等1∶11∶12∶14.晶格能(1)定義:將

離子晶體

為氣態(tài)陰、陽離子所

。(2)意義:吸收的能量越多,晶格能越大,表示離子間作用力

,離子晶體越

。晶格能通常取正值,單位為kJ·mol-1。(3)影響因素:①陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能

;②陰、陽離子間的距離越小(通常離子半徑越小,離子間距越小),晶格能

;③離子晶體的結(jié)構(gòu)類型。5.離子晶體的性質(zhì)(1)硬而脆。(2)較高的熔點(diǎn)。1mol完全氣化吸收的能量越強(qiáng)穩(wěn)定越大越大(3)固態(tài)時不導(dǎo)電,熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電。微點(diǎn)撥:離子晶體區(qū)別于其他晶體的突出特點(diǎn)是晶體固態(tài)時不導(dǎo)電,但熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。而金屬晶體無論在固態(tài)還是熔融狀態(tài)都可以導(dǎo)電。互動探究晶格能是度量離子晶體中離子間結(jié)合力大小的一個物理量。在化學(xué)上,可以利用晶格能與一些化學(xué)熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系,從實(shí)測數(shù)據(jù)來獲取晶格能。因?yàn)樵诰Ц衲芘c其標(biāo)準(zhǔn)生成焓間的關(guān)系中,能夠用一些想象中的微觀反應(yīng)過程來充實(shí),而構(gòu)成一個嚴(yán)密的玻恩-哈伯循環(huán)(符合蓋斯定律)。通過一些原子性質(zhì)數(shù)據(jù)和鍵參數(shù)的補(bǔ)充,就可以求出晶格能。如對氯化鈉(晶體)給出的是如下玻恩-哈伯循環(huán)。探究離子晶體結(jié)構(gòu)及晶格能問題1:如何判斷一種晶體是否屬于離子晶體?提示:在熔融狀態(tài)導(dǎo)電的化合物一般屬于離子晶體,因此可以根據(jù)化合物熔融態(tài)導(dǎo)電性判斷。問題2:在離子晶體中離某種離子最近的微粒是與該離子電性相同的還是相反的離子?提示:同性離子相互排斥,一般相距較遠(yuǎn)。所以距離某離子最近的一定是帶相反電荷的離子。問題3:某離子周圍最近的異性離子數(shù)目由哪些因素決定?提示:由于離子鍵沒有方向性、飽和性,所以某離子總是“最大限度”吸引異性離子。吸引離子數(shù)目取決于該離子半徑及被吸引離子半徑等因素。問題4:晶格能與離子晶體熔點(diǎn)有何關(guān)系?提示:一般來講,晶格能越大,離子晶體熔點(diǎn)越高。歸納拓展晶格能的應(yīng)用(1)判斷離子晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的高低。(2)判斷離子晶體熱穩(wěn)定性。一般晶格能越大,離子間作用力越強(qiáng),離子晶體熱穩(wěn)定性越高。題組例練D1.下列性質(zhì)中,可以說明某晶體是離子晶體的是(

)A.具有較高的熔點(diǎn)B.固體不導(dǎo)電,水溶液可導(dǎo)電C.可溶于水D.固體不導(dǎo)電,熔融狀態(tài)可導(dǎo)電解析:離子晶體和共價晶體的熔點(diǎn)都比較高,因此不能據(jù)此判斷某晶體為離子晶體,A不符合題意;固體不導(dǎo)電,若物質(zhì)難溶于水,則其水溶液也可能不導(dǎo)電,如BaSO4是離子晶體,固體不導(dǎo)電,其難溶于水,水溶液也不能導(dǎo)電,再比如CO2在固態(tài)時屬于分子晶體,在固態(tài)時不能導(dǎo)電,但CO2的水溶液能夠?qū)щ?因此固體不導(dǎo)電,水溶液可導(dǎo)電不是離子晶體的特征,B不符合題意;離子晶體中有的能夠溶于水,有的難溶于水,如NaCl能夠溶于水,而AgCl難溶于水,因此不能根據(jù)物質(zhì)能否溶于水判斷晶體是否為離子晶體,C不符合題意;離子晶體中含有離子,但離子不能自由移動,因此固體不導(dǎo)電,而離子晶體在熔融狀態(tài)可發(fā)生電離而導(dǎo)電,D符合題意。2.(2021·福建泉州期中)NaCl晶胞模型如圖所示,在NaCl晶胞中,下列說法錯誤的是(

)A.該晶胞中陽離子半徑與陰離子半徑之比小于1B.平均每個NaCl晶胞中含有4個Na+和4個Cl-C.晶胞中每個Na+周圍與它距離最近且相等的Na+共有12個D.每個Na+周圍同時吸引6個Cl-,每個Cl-周圍同時吸引著8個Na+D3.(2021·福建福州期中)NaF、NaI、MgO均為離子化合物,現(xiàn)有下列數(shù)據(jù),試判斷這三種化合物的熔點(diǎn)高低順序(

)B物質(zhì)①NaF②NaI③MgO離子電荷數(shù)112核間距(10-10m)2.313.182.10A.①>②>③ B.③>①>②C.③>②>① D.②>①>③解析:離子化合物中,離子所帶電荷數(shù)越多、核間距越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,由表格中數(shù)據(jù)可知,MgO中離子所帶電荷數(shù)最多、核間距最小,則熔點(diǎn)最高;NaF、NaI中離子所帶電荷數(shù)相同,但NaF中核間距小,故熔點(diǎn)NaF>NaI,三種化合物的熔點(diǎn)由高到低的順序是③>①>②。思維建模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。活潑金屬氧化物、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽類都是離子晶體。(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)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和溶解性判斷。離子晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高,多數(shù)能溶于水,難溶于有機(jī)溶劑。課堂小結(jié)提升【知識整合】【易錯提醒】1.誤認(rèn)為含有離子的晶體就是離子晶體。金屬晶體由金屬陽離子與自由電子構(gòu)成,但不屬于離子晶體。2.誤認(rèn)為熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體。金屬晶體熔融狀態(tài)下也會導(dǎo)電。3.誤認(rèn)為離子晶體的化學(xué)式就是分子式。離子晶體中沒有分子,離子晶體的化學(xué)式僅表示離子晶體中陰、陽離子的個數(shù)比。4.誤認(rèn)為一種離子的配位數(shù)是固定的。一種離子周圍吸引的異性離子數(shù)目(配位數(shù)),并不是一成不變的,配位離子半徑越小,一般配位數(shù)越大。學(xué)科素養(yǎng)測評硒化物(如KCu4Se8)可用于太陽能電池、光傳感器、熱電發(fā)電與制冷等?；卮鹣铝袉栴}。(1)基態(tài)Se原子核外電子排布式為[Ar]

。

解析:(1)Se元素位于第4周期,其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4。答案:(1)3d104s24p4硒化物(如KCu4Se8)可用于太陽能電池、光傳感器、熱電發(fā)電與制冷等。回答下列問題。(2)K與Cu位于同周期,金屬鉀的熔點(diǎn)比銅的低,這是因?yàn)?/p>

。

解析:(2)金屬的熔點(diǎn)與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān),K、Cu均為金屬晶體,Cu的半徑比K小,價電子數(shù)比K多,銅的金屬鍵更強(qiáng),則金屬鉀的熔點(diǎn)比銅的低。答案:(2)鉀的原子半徑比銅的大,價電子數(shù)比銅的少,金屬鍵比銅的弱硒化物(如KCu4Se8)可用于太陽能電池、光傳感器、熱電發(fā)電與制冷等?；卮鹣铝袉栴}。(3)請比較KI晶體與KCl晶體的熔點(diǎn)高低:

,并說明理由:

。

解析:(3)KI與KCl均為離子晶體,已知r(Cl-)<r(I-),則KCl的晶格能大于KI,則KCl的熔點(diǎn)高于KI。答案:(3)KI<KCl兩者均為離子晶體,Cl-半徑比I-半徑小,KCl晶格能更大,熔點(diǎn)更高硒化物(如KCu4Se8)可用于太陽能電池、光傳感器、熱電發(fā)電與制冷等?；卮鹣铝袉栴}。(4)KIO3常用作食鹽添加劑,其晶胞如圖所示。答案:(4)①三角錐形硒化物(如KCu4