离子晶体与金属晶体第1课时课件-人教版（2019）高中化学选择性必修2

人教版（2019版）化学物质结构与性质第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第1课时

金属键与金属晶体金属的分类按密度分重金属：铜、铅、锌等轻金属：铝、镁等冶金工业黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属按储量分常见金属：铁、铝等稀有金属：锆、钒、钼4.5g/cm3

思考与讨论1：

根据金属在周期表中的位置，分析金属元素原子结构特点？金属固体是晶体，是以共价键结合形成的原子晶吗？任务一：金属键与金属晶体

金属脱落下来的价电子几乎均匀分布整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，被所有原子所共有，把所有金属原子维系在一起。任务一：金属键与金属晶体电子气理论1.金属键：金属阳离子与自由电子间强烈的相互作用任务一：金属键与金属晶体

思考与讨论2：

晶体中有阳离子是否一定有阴离子？共价键具有方向性和饱和性，金属键有方向性和饱和性吗？

2.金属键的特征①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。②金属键既没有方向性，也没有饱和性。③金属键的成键粒子是

和__________。金属阳离子自由电子金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”3.金属键的影响因素金属键金属的物理性质决定原子半径价电子数原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱，反之，金属键越强延展性导电性导热性金属光泽......金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大熔沸点任务一：金属键与金属晶体√随堂练习下列各组金属熔点高低顺序正确的是(

)A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al4.电子气理论解释金属的物理性质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，所以金属有良好的延展性。(1)延展性外力任务一：金属键与金属晶体4.电子气理论解释金属的物理性质自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。(2)导热性任务一：金属键与金属晶体4.电子气理论解释金属的物理性质在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化(3)导电性任务一：金属键与金属晶体外加电场4.电子气理论解释金属的物理性质由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。(4)金属光泽任务一：金属键与金属晶体金属材料形成合金以后性能会发生改变，这是为什么？提示：当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子（形成合金）时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的沙土或碎石一样，会使这种金属的延展性（变差）、熔点（变低）、硬度（增大）等发生改变。拓展提升1.试用“电子气理论”解释为什么金属具有良好的①延展性、②导电性、③导热性。提示①当金属受到外力作用时，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，原来的排列方式不变，电子气也没有被破坏，所以金属有良好的延展性；②金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性；③电子气中的自由电子在热的作用下运动时频繁与金属原子碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。深度思考2.试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。提示Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。3.金属键可以看成是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，和共价键类似。金属键有饱和性和方向性吗？提示没有；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，故金属键没有方向性和饱和性。深度思考应用体验1.正误判断(1)金属在常温下都是晶体()(2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用()(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏()(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()(5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金()(6)有机高分子化合物一定不能导电()(7)金属的电导率随温度的升高而降低()××××√×√胆矾萤石重晶石烧碱CuSO4·5H2OCaF2BaSO4NaOH任务二：离子晶体1、离子键阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。成键粒子键的本质静电引力和斥力（1）特征：（2）影响因素：离子键没有方向性和饱和性。一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大任务二：离子晶体2.离子晶体强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体常见的离子晶体离子晶体的性质熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩，水溶液或者熔融状态下导电。任务二：离子晶体NaCl晶体Na+Cl-离子晶体无单个分子存在；如NaCl不表示分子式离子晶体的性质探究（1）NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、水溶液导电与金属导电有什么不同?（2）离子晶体是否具有较好的延展性？发生滑动施加外力阳离子阴离子同种电荷相互排斥，使晶面裂开离子晶体的性质探究（3）离子晶体的熔点是否都较高？分析下表中的数据，能得出什么结论？离子键的强弱离子半径阴、阳离子的电荷数离子晶体的性质探究3.常见离子晶体的结构NaCl晶胞（1）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：

任务二：离子晶体钠离子：体心和棱中点氯离子：面心和顶点或者反之;交错排列（2）配位数一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。6它们所围成的空间几何构型是

。正八面体3.常见离子晶体的结构NaCl晶胞任务二：离子晶体（3）每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个，Na＋有___个。

每个Cl－周围与之等距且距离最近的Na＋有____个，Cl－有____个。Cl－Na＋6126123.常见离子晶体的结构NaCl晶胞任务二：离子晶体（1）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：铯离子：体心氯离子：顶点或者反之;交错排列Cs＋：1

3.常见离子晶体的结构CsCl晶胞任务二：离子晶体3.常见离子晶体的结构CsCl晶胞任务二：离子晶体（2）配位数每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。它们所围成的空间几何构型是

。8正六面体3.常见离子晶体的结构CsCl晶胞任务二：离子晶体（3）每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有___个，Cs＋有___个。每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cs＋有____个，Cl－有____个。86863.常见离子晶体的结构CsCl晶胞任务二：离子晶体1.含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？提示不一定。也可能是金属晶体。2.含有阴离子的晶体一定含有金属离子吗？提示含有阴离子的晶体，一定含有阳离子，但不一定是金属阳离子，如铵盐。3.NaCl的熔点为801℃，CsCl的熔点为645℃，试解释其原因。提示Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中的离子键强于CsCl中的离子键，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。深度思考应用体验1.正误判断(1)离子晶体中一定含有金属元素()(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体()(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键()(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点()(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化()(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化()××√×××2.在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－；而Na＋与Cl－的数目之比为______。61∶10.414∶1(3)若a＝5.6×10－8cm，NaCl晶体的密度为__________(已知5.63≈175.6，NaCl的摩尔质量为58.5g·mol－1)。2.2g·cm－3返回离子晶体只存在离子键作用力吗？试举例说明提示：如CuSO4•5H2O中还存在共价键、分子间作用力，有些还有氢键等，但主体是离子键。以上讨论了NaCl和CsCl两种离子晶体，实际上，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子（如H2O、NH3等)。例如，CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等，在这些离子晶体中还存在共价键、氢键等。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。然而，贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。能力拓展形成离子液体的阴、阳离子半径较大