3.3.1金属晶体与离子晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第三节金属晶体和离子晶体第三章晶体结构和性质第一课时金属晶体、离子晶体学习目标1、知道金属晶体的结构特点。能借助金属晶体模型说明金属晶体中的粒子及其粒子间的互作用，能从微观的视角来解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等宏观性质。2、知道离子键的特点，能以NaCl和CsCI为例解释典型离子化合物的某些性质，并能举例说明不同离子晶体的熔点差异。金属之最(1)铝:地壳中含量最多的金属元素(2)钙:人体中含量最多的金属元素(3)铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)(4)银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)(5)铬:硬度最高的金属(6)钨:熔点最高的金属(7)汞:熔点最低的金属(8)锇:密度最大的金属(9)锂:密度最小的金属(10)金:延展性最好的金属金属有哪些物理性质呢？为什么还差距很大？一、金属键和金属晶体延展性导热性导电性金属光泽1、金属共同的物理性质电子气理论: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。2、金属键——电子气理论(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用(2)金属键的本质：(4)存在：金属单质与合金强烈的静电作用（静电吸引/排斥）(3)成键微粒：金属阳离子和自由电子(5)特征：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，没有方向性，没有饱和性。(6)金属键的影响因素：金属键原子半径价电子数金属的物理性质决定金属光泽熔沸点延展性导电性导热性原子半径越小，价电子数越多，金属键越强影响金属的熔、沸点的因素：同周期，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。同主族，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。金属熔点差别很大，如汞常温下为液体，铁常温下为固体课堂练习1、下列各组金属熔点高低顺序正确的是(

)A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li

C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>AlD(1)延展性：金属键没有方向性和饱和性

3、“电子气理论”解释金属的物理性质外力(2)导热性：自由电子当金属某部分受热时，该区域的电子运动加剧，通过碰撞，电子将能量传递给金属原子或离子，这样能量从温度高的区域传递到温度低的区域，因此金属具有导热性。当金属受到外力作用时，晶体中的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，而且弥漫在金属之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠间的润滑剂作用，所以大多数金属有良好的延展性。(3)导电性：自由电子外加电场

金属晶体内部到处移动的自由电子，在电场作用下，改作定向移动，

从而形成了电流。(4)金属光泽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。思考：金属材料形成合金以后性能为什么会改变？高温下金属导电性减弱的原因电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，所以金属的电导率随温度升高而降低的现象。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，所以金属材料形成合金以后性能发生改变(1)概念：金属原子间通过金属键相互结合形成的晶体(2)组成微粒：金属阳离子和自由电子注意：①不存在单个分子或原子②有阳离子不一定有阴离子，可能是自由移动的电子（金属晶体）；有阴离子一定有阳离子③固态导电(判断金属晶体的显著特点）4、金属晶体（3）物理性质①导电性好②一般熔点较高③一般不溶于水（除与水反应的金属）金属晶体的常见堆积方式(1)在二维空间中排列的两种方式a：非密置层b：密置层金属晶体的常见堆积方式(2)在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同种原子)简单立方堆积钋体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨等面心立方堆积金、银、铜、铅等课堂练习3、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()××××√×√应用体验2.(2023·济南高二检测)下列有关金属的说法正确的是A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强D.金属晶体的堆积方式会影响金属的性质√3.可用“自由电子”与金属离子的碰撞中有能量传递来解释的物理性质是A.金属是热的良导体B.金属是电的良导体C.金属有良好的延展性

D.有金属光泽，不透明√一、金属键与金属晶体应用体验4.银晶体的晶胞如图所示。设银原子的半径为r，用NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示银的摩尔质量。下列说法错误的是A.银晶体每个晶胞中含有4个银原子B.配位数是12C.一个晶胞的体积是D.晶体的密度是√一、金属键与金属晶体二、离子晶体(1)概念：(2)成键微粒：(3)相互作用：(4)常见的离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐

离子键(可能有共价键、氢键)。离子键没有方向性和饱和性，倾向于形成紧密堆积。

阳离子和阴离子（可能有分子）有的还存在电中性的分子(如H2O、NH3等)。阳离子或阴离子不仅指单原子离子，还包括复杂离子，如NH4+、SO42-。(5)离子晶体的性质：①熔沸点较高，硬度较大。④大多易溶于极性溶剂H2O，难溶于非极性溶剂(汽油、苯、CCl4等)注：判断离子晶体，可根据其熔融状态能否导电进行一般说来，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②难挥发难压缩③固体不导电，水溶液或者熔融状态下导电。(6)离子晶体的结构：①NaCl晶胞结构基元数Na+______Cl-______Na+配位数_____Cl-配位数_____形成的空隙形状__________66正八面体Na+周围最近的Na+数______Cl-周围最近的Cl-数______1212配位数：一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目44Cs+周围最近的Cs+数______Cl-周围最近的Cl-数______所含原子数_________________Cs+的配位数_____81个Cl-,1个Cs+66Cl-Cs+Cl-的配位数_____8Cl-形成的空隙形状________立方体②CsCl晶胞晶体晶胞结构结构分析(a/cm为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)CaF2

(1)Ca2+的配位数为

，F-的配位数为

，每个晶胞含

个Ca2+、

个F-(2)与F-紧邻的4个Ca2+构成一个正四面体(3)F-与Ca2+之间最短的距离为晶胞体对角线长的8448当堂感悟离子晶体的结构模型晶体结构模型配位数Cl－→6Na＋→6Cl－→8Cs＋→8F－

→4Ca2＋

→

8S2－→4Zn2＋→4晶胞中微粒数Na＋→4Cl－→4Cs＋→1Cl－→

1Ca2＋→

4F－

→

8S2－→

4Zn2＋→

4同微粒等距最近Na＋→12Cl－→12Cl－→6Cs＋→6F－

→6Ca2＋

→12S2－→12Zn2＋→12相同NaClCsClCaF2ZnS晶体化学书写方法：①晶胞各原子最简整数比②各微粒的配位数之比的反比配位数计算方法①根据晶胞结构计算（4、6、8、12）②已知晶胞结构一个微粒配位数，根据化学式的粒子比值的反比。例：NaClNa+配位数12，Cl-配位数12CaF2F-配位数6，Ca2+配位数12讨论：CaCO3

、(NH4)2SO4

、CuSO4·5H2O、

Cu(NH3)4SO4·H2O观察以上离子晶体中都含有哪些微观粒子？晶体内部存在哪些类型的化学键？离子晶体阴、阳离子(单原子或多原子)电中性分子构成微粒离子键、共价键氢键、范德华力作用力注意：贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。

应用：作溶剂。用作电化学研究的电解质;有机合成的溶剂和催化剂，等科学•技术•社会——离子液体离子液体：室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物引入有机基团可降低离子化