高二化学选择性必修第二册：第三章第三节教学课件

第三章第三节第1课时《金属晶体》人教版选择性必修2金属共同的物理性质有哪些？观察思考金属为什么具有这些性质？结构性质决定用途决定构成微粒相互作用晶体类型（1）金属晶体的构成微粒是什么？思考讨论金属键：金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。（2）金属内部微粒之间是怎样相互作用的？金属阳离子、电子金属键金属晶体一、金属键与金属晶体金属晶体：金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体。

从金属原子上“脱落”下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。一、金属键与金属晶体自由电子++++++++++++++++金属离子+思考讨论（1）金属键是否像共价键一样，具有方向性和饱和性？金属键无方向性和饱和性（2）哪些类物质中含有金属键？金属和合金一、金属键与金属晶体金属键越强、金属的熔沸点越高，硬度越大。结构性质决定用途决定金属阳离子自由电子思考讨论导电性导热性延展性金属键金属晶体金属光泽结构决定性质，如何应用电子气理论，解释金属的性质？二、解释金属的性质在外加电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电。金属离子自由电子++++++++++++++++++++++-----如何应用电子气理论，解释金属的导电性？思考讨论二、解释金属的性质

自由电子在受热后，加快了运动速度，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量，使得金属具有导热性。金属离子自由电子+++++++++++++++++如何应用电子气理论，解释金属的导热性？思考讨论二、解释金属的性质自由电子+金属离子金属原子错位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属具有良好的延展性。如何应用电子气理论，解释金属的延展性？思考讨论二、解释金属的性质因为自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数块状金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。如何应用电子气理论，解释金属光泽？思考讨论二、解释金属的性质思考讨论（1）对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，晶体的熔沸点与哪些因素有关？

晶体离子半径/pm电荷数熔点/℃沸点/℃Li7611801340Na102197.72883Mg7226511107Al53.536602324K138163.65759

金属阳离子半径越小，所带电荷越多，金属键越强，熔沸点就相应越高，硬度也越大。二、解释金属的性质思考讨论

①碱金属熔沸点随原子序数增大而递减，原因：同主族元素，电荷数相同，从上到下离子半径依次增大，金属键依次减弱。（2）根据数据，你能总结出什么规律？②同周期金属晶体的熔沸点：钠＜镁＜铝，原因：

同周期从左到右，离子半径依次减小，电荷数增多，金属键增强。

晶体离子半径/pm电荷数熔点/℃沸点/℃Li7611801340Na102197.72883Mg7226511107Al53.536602324K1381

63.65759二、解释金属的性质常见的金属晶体的结构如下图所示三、常见的金属晶体结构观察

Cu的晶体结构请回答（1）描述Cu原子的空间位置？（2）一个晶胞中含有多少个Cu原子？观察思考（3）每个Cu原子周围距离最近的原子数是多少？12Cu原子数目=8×+6×=4三、常见的金属晶体结构（1）描述K原子的空间位置？（2）一个晶胞中含有多少个K原子？观察思考观察K的晶体结构请回答（3）每个K原子周围距离最近的原子数是多少？8K原子数目=8×+1=2三、常见的金属晶体结构（1）描述Mg原子的空间位置？（2）一个晶胞中含有多少个Mg原子？观察思考观察Mg的晶体结构请回答三、常见的金属晶体结构顶角原子：12面心原子：2体内原子：3Mg原子=12×+2×+3=6同学甲答案提取晶胞顶角原子：8体内原子：1Mg原子=8×+1=2同学乙答案晶胞：晶体结构中基本的重复单元，晶胞的形状为六面体。三、常见的金属晶体结构√×（1）描述Mg原子的空间位置？（2）一个晶胞中含有多少个Mg原子？观察思考观察Mg的晶体结构请回答三、常见的金属晶体结构（3）每个Mg原子周围距离最近的原子

数是多少？12顶角原子：8个体内原子：1Mg原子=8×+1=2结构性质决定用途决定思考讨论纯铜延展性好，但是质软，机械性能和耐磨性差，是否可以改变晶体结构从而优化晶体的性质？铜晶体铜锌合金掺杂锌机械性能好硬度大、强度大四、合金资料卡片铜镍合金：强度高、硬度大，用于造船、化工设备等。银铝合金：耐高温、耐磨性好，用于航空耐热材料等。铁铬合金：耐腐蚀、耐高温，用于餐具、建筑材料等。四、合金观察思考

钠钾合金常温下为液态，可用作冷却剂、催化剂、干燥剂。其晶胞结构如图所示，观察晶体结构请回答：（1）合金的化学式是什么？K：8个顶角Na：12个在棱心Na原子数目=12×=3K原子数目=8×

=1

此钠钾合金的化学式为KNa3或Na3K（2）晶胞中K原子周围距离最近的Na原子数是多少？6四、合金活动·探究活动·探究动手活动

请利用身边的材料如橡皮泥、面团、牙签等材料，尝试拼插出铜、钾、镁的晶体结构模型。

K

Cu

Mg课堂小结结构性质决定用途改变决定构成微粒相互作用晶体类型金属阳离子、自由电子金属键金属晶体导电性导热性延展性金属光泽解释决定Cu

KMg1．下列有关金属键的叙述错误的是()A．金属键很强，金属键属于化学键B．金属键的成键微粒是金属阳离子和自由电子C．金属键中的自由电子属于整块金属D．金属键是一种电性吸引作用课堂练习2．下列说法不正确的是（

）A．温度越高，金属的导电性越好B．镁晶体中一个Mg2+与周围电子都在强烈的相互作用C．在金属晶体发生形变时，其内部金属离子与“自由电子”之间的相互作用仍然存在D．一种晶体固态时能导电，一定是金属晶体课堂练习3．金属晶体具有延展性的原因（

）A．金属键很微弱B．金属键没有饱和性C．金属阳离子之间存在斥力D．密堆积层的阳离子容易滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键课堂练习4．下列对于金属熔、沸点的高低判断正确的是()A．金属镁的熔点高于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C．金属镁的硬度小于金属钙D．金属铝的硬度大于金属钠课堂练习5．铁镁合金的晶胞结构如图所示，请计算晶胞中含有的Fe、Mg原子个数分别为（

）A．44B．48C．144D．148课堂练习课堂练习正确答案：DDDDB课堂练习第三章第三节第2课时《离子晶体》人教版选择性必修2我们知道，熔融的NaCl或者NaCl的水溶液能够导电，而NaCl晶体却不能导电，这是为什么呢？那么，NaCl晶体中微粒是怎样分布的呢？交流研讨没有自由移动的Na+和Cl-NaCl晶体模型又是怎样的呢？活动·探究②能否根据你的理解运用相关知识拼接氯化钠的晶体模型？①利用放大镜观察NaCl晶体，能否看到其微观结构？资料卡片1913年布拉格首次用X射线衍射法测定了氯化钠的晶体结构氯化钠晶体的微观结构一种现代实验室使用的X射线衍射仪观察NaCl的微观结构示意图，你将如何截取NaCl晶体的晶胞？观察思考NaCl晶体的结构模型③在你截取的晶胞中含有的Na+和Cl-的数目各是多少？①Na+和Cl-的空间位置关系？②Na+周围等距离且最近的Cl-？Cl-周围等距离且最近的Na+？在氯化钠晶体中，并不存在单独的“NaCl”分子，用“NaCl”这一化学式仅表示氯化钠的组成。6④氯化钠的化学式用“NaCl”表示，原因何在？能否把NaCl称为分子式？NaCl晶体的结构模型NaCl晶体中Na+和Cl-因为不能自由移动因而不能导电，但熔融的NaCl却能导电，这说明了什么？Na+和Cl-之间存在强烈的相互作用离子键交流研讨请根据离子晶体的微观结构描述离子键的特征？离子键特征：无方向性和饱和性离子晶体：是阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体（静电作用）共价键特征：有方向性和饱和性晶体与晶体性质活动·探究①揉捏食盐晶体，你的感受？②盐焗时，发现食盐都未熔融，说明了什么？离子晶体这些物理性质与离子间的相互作用是否有一定的关系？硬度较大，难以压缩熔点高结构性质决定用途决定构成微粒相互作用晶体类型阴、阳离子离子键离子晶体晶体与晶体性质交流研讨请根据表格分析，离子晶体的熔点与哪些因素有关？根据数据，你能总结出什么规律？

晶体离子间距/pm电荷数熔点/℃NaCl2761801NaBr2901750MgO20522800CaO23922576离子键强弱

熔点影响离子半径、所带电荷影响晶体与晶体性质交流研讨请根据表格分析，离子晶体的熔点与哪些因素有关？根据数据，你能总结出什么规律？

晶体离子间距/pm电荷数熔点/℃NaCl2761801NaBr2901750MgO20522800CaO23922576耐火材料离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔点就越高，硬度也越大。离子晶体的熔点都很高吗？你的依据是什么吗？晶体与晶体性质实际上，大量离子晶体中的阴离子或阳离子不是单原子离子。

化合物熔点/℃NH4NO3169.6Ca(H2PO4)2109CH3COOCs194C2H5NH3NO312有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。拓展视野CuSO4·5H2O1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体:熔点低、稳定性强、是优良的绿色溶剂等优点KAl(SO4)2·12H2O有的还存在电中性分子(H2O、NH3等)。晶体与晶体性质晶体类型分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体微粒种类微粒间相互作用典型晶体根据晶体构成微粒和微粒间相互作用不同分为四种类型金属阳离子和自由电子金属键原子离子键共价键分子分子间作用力阴、阳离子整理归纳金属CuNaClCO2①Cs+和Cl-的空间位置关系？②Cs+周围等距离且最近的Cl-？Cl-周围等距离且最近的Cs+？两种晶体结构中，为什么阳离子周围结合的氯离子数目不同？阳离子半径大小不同③每个晶胞含Cs+、Cl-个数？8CsCl晶体的结构模型CsCl晶体的微观结构

晶体熔点/℃NaCl801CuCl426已知氯化亚铜（CuCl）的晶胞结构如图所示，试分析：交流研讨②Cu+和Cl-的空间位置关系？①Cu+周围等距离且最近的Cl-？Cl-周围等距离且最近的Cu+？

离子r/pmNa+102Cu+60③试根据NaCl和CuCl中Na+和Cu+半径推测两种晶体熔点高低？事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。4CuCl晶体的结构模型课堂练习1．下列物质中，含有非极性共价键的离子晶体是（）A．NaOH

B．Na2O2C．NaClD．AlCl32．已知：元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质；一般来说，两成键原子对应的元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键原子对应的元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。下表给出了14种元素的电负性，则下列说法正确的是（

）元素AlBBeCClFLiMgNNaOPSSi电负性1.52.21.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8A．从表中数据看，C和S的电负性相等，所以C和S两元素原子间形成的键为非极性共价键B．根据电负性数据可知，SiCl4中含离子键，属于离子化合物C．根据电负性数据可知，Mg3N2中含有离子键D．BeCl2因含金属元素铍，故属于离子化合物3．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是（）A．该晶体属于分子晶体B．该晶胞中Zn2+和S2-数目不相等C．Zn2+周围等距离且最近的S2-为6D．氧化锌的熔点高于硫化锌4．萤石（氟化钙CaF2）晶体属于立方晶系，在氟化钙的晶胞中每个Ca2+被8个F-所包围，则每个F-周围最近距离的Ca2+数目为（

）A．2B．4C．6D．85．科学家通过X射线证明，MgO、CaO、NiO、FeO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，下列说法错误的是（）A．图中的错误的是⑧B．MgO是优良的耐高温材料，MgO的熔点比CaO的高C．NiO晶胞中Ni和O周围等距离且最近的O和Ni分别为6、6D．晶体中与每个O2-距离最近且等距离的O2-有6个课堂练习正确答案：BCDBD第三章第三节第3课时《过渡晶体与混合型晶体》人教版选择性必修2课堂引入复杂多样的晶体共价晶体分子晶体离子晶体金属晶体课堂引入晶体类型之间存在绝对的界限吗？阅读教材P89表3-4关于几种氧化物中化学键中离子键成分的百分数阅读Na、Mg、Al、Si四种元素氧化物的化学键中离子键成分逐渐减少过渡晶体氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键百分数%62504133过渡晶体介于某两种晶体类型之间的晶体Na2OMgOAl2O3SiO2离子晶体共价晶体过渡晶体成因分析元素性质电负性差值化学键类型成键微粒结论一：四种典型晶体类型都存在过渡晶体思考Na2O、MgO、Al2O3、SiO2化学键中离子键成分为何逐渐减少？与氧元素的电负性差值逐渐减小推测请推测P2O5、SO3、Cl2O7的离子键成分变化趋势百分数小于33，且逐渐减少Na2OMgOAl2O3SiO2离子晶体共价晶体P2O5SO3Cl2O7分子晶体结论二：晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理混合型晶体熔点均较高，金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电结构决定性质同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？你认为是什么造成了这种差异？思考交流金刚石部分物理性质熔点莫氏硬度电导率/（s·m-1)3550℃102.11*10-13石墨部分物理性质熔点莫氏硬度电导率/（s·m-1)3850℃12.5*103石墨性质特征熔点高、质软、能导电共价晶体特征金属晶体特征石墨结构特征范德华力维系分子晶体特征混合型晶体混合型晶体石墨结构中未参与杂化的p轨道层状结构思考交流混合型晶体六方氮化硼的结构和性质特征如下图所示，请分析其属于什么晶体类型？熔点莫氏硬度其他3000℃2导热、润滑复杂多样的晶体结构科学前沿·视野拓展硅酸盐晶体中的阴离子结构示例总结归纳·整合提升晶体类型的划分构成晶体的微粒微粒间的相互作用力晶体结构的复杂与多样性课堂练习1.判断正误(1)纯粹的典型晶体是没有的(

)(2)离子键成分的百分数是依据