鲁科版选修3 第3章第2节 金属晶体与离子晶体 课件（36张）.ppt

第2节金属晶体与离子晶体 第3章物质的聚集状态与物质性质 课程标准 1 了解离子晶体 金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别 2 了解金属晶体的三种原子堆积模型 能用金属键理论解释金属的一些物理性质 3 了解几种典型离子晶体的晶胞结构 4 了解晶格能的概念和含义 第3章物质的聚集状态与物质性质 一 金属晶体1 定义 金属原子通过 形成的晶体 金属键 2 金属晶体的原子堆积模型对比 8 12 12 3 金属的物理性质金属具有良好的延性 展性 可塑性等性质均与 有关 另一方面 金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质 如具有 结构的金属往往比其他结构的金属有更好的延展性 金属键 最密堆积 想一想1 金属具有很好的延展性 金属变形后化学键有无变化 为什么 提示 无变化 金属键在整个晶体的范围内起作用 故变形后化学键无变化 二 离子晶体1 定义 通过离子键结合 在空间呈现有规律的排列所形成的晶体 2 常见ab型离子晶体的晶体类型 阴 阳离子 nacl cscl 6 8 3 晶格能 1 稳定 结构型式 4 离子晶体的特征 1 熔 沸点 熔 沸点 而且随着离子电荷的增加 离子间距的缩短 晶格能 熔 沸点 2 溶解性 一般水中 非极性溶剂中 3 导电性 固态时 熔融状态或在水溶液中 较高 增大 升高 易溶 难溶 不导电 能导电 想一想2 比较mgo cao的晶格能 熔 沸点和硬度大小 提示 mgo和cao比较 o2 相同 mg2 与ca2 所带电荷相同 但mg2 半径小 所以晶格能mgo cao 熔 沸点mgo cao 硬度mgo cao 1 离子晶体通常具有的性质是 a 熔点 沸点都较高 难于挥发b 硬度很小 容易变形c 都能溶于有机溶剂而难溶于水d 密度很小解析 离子晶体中的阴 阳离子通过一种强烈的相互作用 离子键结合在一起 离子键的键能较大 且极性很强 除了有些在极性溶剂中容易断裂外 其他的必须在高温下才能断裂 所以其熔点 沸点都较高 不易挥发 硬度很大 不易变形 难溶于有机溶剂 又因为在离子晶体中 较大的离子采取密堆积形式 较小离子填隙 所以密度一般都较大 a 2 下列有关金属晶体和离子晶体的叙述中 不正确的是 a 金属钠形成的晶体中 每个原子周围与其距离最近的原子有8个b 金属镁形成的晶体中 每个原子周围与其距离最近的原子有6个c 在agf晶体中 每个ag 周围与其距离最近的ag 有12个d 在zns晶体中 每个zn2 周围与其距离最近的s2 有4个 b 解析 金属钠形成的晶体属于a2型密堆积 其晶胞属于体心立方 每个原子周围与其最邻近的原子个数为8 a项正确 金属镁形成的晶体属于a3型最密堆积 其晶胞属于六方晶胞 每个原子周围与其最邻近的原子个数为12 b项错误 agf的晶体类型与nacl的晶体类型相同 根据nacl zns晶体晶胞图知 c d项正确 3 naf nai mgo均为离子化合物 根据下列数据 这三种化合物的熔点高低顺序是 a b c d b 金属晶体的结构与性质 探究导引1为什么金刚石不导电 而fe可以导电 提示 金刚石中无自由移动的电子 而fe中有自由移动的电子 探究导引2为什么金属镁的熔点比钠高 提示 mg2 半径比na 小且带电荷多 金属键强 故mg的熔点比na高 1 金属晶体的结构与金属性质的内在联系 1 金属晶体结构与金属的导电性的关系在金属晶体中 存在着许多自由电子 这些自由电子的运动是没有一定方向的 但在外加电场的作用下自由电子就会发生定向运动 因而形成电流 所以金属容易导电 2 金属晶体结构与金属的导热性的关系金属容易导热 是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分 从而使整块金属达到相同的温度 3 金属晶体结构与金属的延展性的关系金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性 各原子层之间受外力作用发生相对滑动以后 仍可保持这种相互作用 因而即使在外力作用下 发生形变也不易断裂 2 金属熔 沸点变化规律金属单质是以金属键结合的 金属键越强 熔 沸点就越高 金属键的强弱则与金属阳离子的半径和离子所带电荷有关 具体说 金属阳离子半径越小 离子所带电荷越多 金属键越强 金属单质的熔 沸点越高 1 同一周期的金属元素从左到右 阳离子半径逐渐减小 离子所带电荷逐渐增加 金属键逐渐增强 熔 沸点逐渐升高 如na mg al 2 同一主族的金属元素从上到下 由于电子层数的增加 阳离子半径逐渐增加 离子所带电荷相同 金属键逐渐减小 熔 沸点逐渐降低 如碱金属 要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键 金属晶体熔点高低和硬度大小一般取决于金属键强弱 而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关 由此判断下列说法正确的是 a 金属镁的熔点大于金属铝b 碱金属单质的熔点从li到cs是逐渐增大的c 金属铝的硬度大于金属钠d 金属镁的硬度小于金属钙 c 解析 镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少 所以金属镁比金属铝的金属键弱 熔点和硬度都小 从li到cs 离子的半径是逐渐增大的 所带电荷相同 金属键逐渐减弱 熔点和硬度都逐渐减小 因离子的半径小而所带电荷多 使金属铝比金属钠的金属键强 所以金属铝比金属钠的熔点和硬度都大 因离子的半径小而所带电荷相同 使金属镁比金属钙的金属键强 所以金属镁比金属钙的熔点和硬度都大 1 金属能导电的原因是 a 金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱b 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动c 金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动d 金属晶体在外加电场作用下可失去电子解析 电子是属于整个晶体的 在外加电场作用下 自由电子发生了定向移动从而导电 故b项正确 c项错误 有的金属中金属键较强 但依然导电 故a项错误 金属导电是物理变化 而不是失去电子的化学变化 故d项错误 b 离子晶体 探究导引1在nacl晶体中 晶胞的空间构型是什么 提示 正六面体形 探究导引2na2o2为什么不能写成nao呢 提示 na2o2中阳离子为na 阴离子为o 两者靠离子键作用形成na2o2 1 离子晶体 1 离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 2 离子晶体微粒之间的作用力是离子键 由于静电作用没有方向性 故离子键没有方向性 只要条件允许 阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子 同样 阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子 故离子键也没有饱和性 根据静电作用大小的影响因素可知 在离子晶体中阴 阳离子半径越小 所带电荷数越多 晶格能越大 离子键越强 3 离子晶体中不存在单个分子 晶体的化学式只表示晶体中阴 阳离子的个数比 而不是表示分子的组成 2 常见的离子晶体模型 1 nacl型晶体结构模型 配位数为6 在nacl晶体中 每个na 周围同时吸引着6个cl 每个cl 周围也同时吸引着6个na 每个na 周围与它最近且等距的na 有12个 每个na 周围与它最近且等距的cl 有6个 2 cscl型晶体结构模型 配位数为8 在cscl晶体中 每个cs 周围同时吸引着8个cl 每个cl 周围也同时吸引着8个cs 每个cs 与6个cs 等距离相邻 每个cs 与8个cl 等距离相邻 下列性质中 可以证明某化合物形成的晶体一定是离子晶体的是 a 可溶于水b 具有较高的熔点c 水溶液能导电d 熔融状态能导电 解析 许多气体物质 如hcl能溶于水 并且溶于水所得溶液能导电 金刚石具有较高的熔点 但它们都不属于离子晶体 所以a b c项均错误 熔融状态能导电的晶体可能是离子晶体也可能是金属晶体 但金属晶体是单质 题中要求是化合物 所以d项正确 d 规律方法 离子晶体区别于其他晶体的特点是晶体在固体时不导电 而在熔融态下能导电 因为组成晶体的微粒是阴 阳离子 而金属晶体无论是固态还是液态均可以导电 a 晶格能的大小与离子半径成正比b 阳离子相同阴离子不同的离子晶体 阴离子半径越大 晶格能越小c 阳离子不同阴离子相同的离子晶体 阳离子半径越小 晶格能越大d 金属卤化物晶体中 晶格能越小 氧化性越强解析 选ad 由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比 a项错误 由naf nacl nabr nai晶格能的大小即可确定b项说法正确 由lif naf kf晶格能的大小即可确定c项说法正确 表中晶格能最小的为碘化物 因还原性f cl br i 可知d项错误 阴 阳离子配位数的判断案例若已知三种阴 阳离子电荷 绝对值 相同的ab型离子化合物ac bc ad中阴 阳离子的半径如下表 提示 阳 阴离子半径比与配位数的关系 1 三种离子晶体中阳离子的配位数大小关系为 2 ac bc ad晶体中 它们的阴离子的配位数分别为 解析 ac晶体中 r r 169 181 0 934 在0 732 1 000之间 结构类型为cscl型 阴 阳离子的配位数均为8 bc晶体中 r