2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第三章　第三节　第1课时　金属晶体　离子晶体课件

第三章第三节金属晶体离子晶体第1课时1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及微粒间作用，并解释金属的物理性质。2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、金属键与金属晶体二、离子晶体<一>金属键与金属晶体1.金属键(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。(2)成键粒子：___________和_________。(3)本质：金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“_______”，被所有原子共用，从而把所有的_________维系在一起。(4)特征：电子气被所有的金属原子所共用，所以金属键______(填“有”或“没有”)方向性及饱和性。金属阳离子自由电子价电子电子气金属原子没有(5)影响因素①金属元素的原子半径：一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强。②金属原子价电子数：一般而言，金属元素的价电子数越多，金属键越强。(6)对物质性质的影响：金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。2.金属晶体(1)概念金属(除汞外)在常温下都是晶体，称其为金属晶体。(2)结构金属晶体的结构就好像很多硬球一层一层很_____地堆积，每一个金属原子的周围有较多相同的原子围绕着。在金属晶体中，原子间以_______相互结合。紧密金属键(3)性质①用“电子气理论”解释金属的性质相对滑动不变电子气定向移动降低碰撞②金属晶体的熔、沸点及硬度变化规律a.金属键越强，金属晶体的熔、沸点越____，硬度越____。金属的性质差异很大。如金属钠的熔点_____、硬度_____，而____是熔点最高的金属、____是硬度最大的金属。b.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的____，硬度一般比其各成分金属的____。高大较低较小铬低大钨1.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。2.纯铝硬度不大，形成硬铝合金后，硬度很大，金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变化？提示

纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了其他或大或小的原子，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。3.为什么金属在粉末状态时，失去金属光泽而呈暗灰色或黑色？提示

金属在粉末状态时，金属的晶面分布在各个方向，非常杂乱，晶格排列也不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。4.分析电解质导电和金属导电的区别。提示物质类型电解质金属晶体导电时的状态水溶液或熔融状态下晶体状态导电粒子自由移动的离子自由电子导电时发生的变化化学变化物理变化导电能力随温度的变化温度升高导电能力增强温度升高导电能力减弱1.正误判断(1)不存在只有阳离子而没有阴离子的物质(2)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键也被破坏(3)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱(4)金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属(5)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×√×√×2.下列生活中涉及的化学知识，不能用金属键理论解释的是A.用铁制品制作炊具B.铁易生锈C.用铂金制作首饰D.金属铝制成导线√用铁制品制作炊具是利用了金属的导热性，能用金属键理论解释，A项不符合题意；日常生活中的铁易生锈是因为铁易发生电化学腐蚀，不能用金属键理论解释，B项符合题意；用铂金制作首饰是因为其有金属光泽，且具有延展性，能用金属键理论解释，C项不符合题意；金属铝制成导线利用了金属的导电性，能用金属键理论解释，D项不符合题意。3.(2024·杭州期末)下列说法不正确的是A.钨价层电子数多，金属键强，可用作白炽灯的灯丝材料B.“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂和形成C.温度越高，金属的导电性越好D.铝合金硬度高、密度小，可作制造飞机的材料√钨价层电子数多，金属键强，其熔点很高，可用作白炽灯的灯丝，A正确；“石胆化铁为铜”中反应为Fe+CuSO4===FeSO4+Cu，涉及金属键的断裂和形成，B正确；温度升高，会使金属的导电性减弱，C错误；铝合金可作制造飞机的材料是因其硬度高、密度小，D正确。4.(2024·湖南长郡中学检测)“乌铜走银”是云南特有的中国传统铜制工艺品。它以铜为胎，在胎上雕刻各种花纹图案，然后将熔化的银(或金)水填入花纹图案中，完成制作后需经常用汗湿的手摩擦器物，使铜胎变为乌黑，透出银(或金)纹图案。下列有关该工艺的说法错误的是A.用铜和少量的贵金属熔炼成的铜胎仍具有金属性能B.熔化银(或金)时需破坏金属键C.铜胎变乌黑的原因是汗液中存在氧化性物质使铜变成了氧化铜D.“自由电子”的存在使金、银等金属具有金属光泽√合金有金属性能，用铜和少量的贵金属熔炼成的铜胎仍具有金属性能，A正确；银(或金)为金属晶体，熔化时需破坏金属键，B正确；用汗湿的手摩擦能提供电解质溶液，与铜和银(或金)形成原电池，铜为负极，更容易被空气中的O2氧化，C错误；金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光几乎全部反射出去，所以金属具有金属光泽，D正确。归纳总结金属晶体的常见堆积方式(1)金属原子在二维空间中排列的两种方式金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间)，可有两种排列方式——a：非密置层，b：密置层(如图所示)。归纳总结(2)金属晶体的原子在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子)堆积方式图式实例简单立方堆积

钋归纳总结堆积方式图式实例体心立方堆积

钠、钾、铬、钼、钨等面心立方堆积

金、银、铜、铅等返回<二>离子晶体1.离子晶体(1)定义：离子晶体是由_______和_______相互作用形成的晶体。(2)成键粒子：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)。(3)相互作用：阳离子、阴离子之间以_______结合，复杂离子内可能含有_______，甚至存在氢键，例如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等。(4)物理性质：硬度较大，难压缩；熔点和沸点较高；固体不导电，但在熔融状态或水溶液中能导电。阳离子阴离子离子键共价键2.典型离子晶体(1)NaCl晶体NaCl晶胞如图所示，每个Na+周围距离最近的Cl-有___个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl-周围距离最近的Na+有___个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为_____。①每个Na+(Cl-)周围距离相等且最近的Na+(Cl-)是____个。②每个晶胞中实际拥有的Na+数是___，Cl-数是___。③若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化钠晶体的密度为___________g·cm-3。66NaCl1244

①每个晶胞中实际拥有的Cs+有___个，Cl-有___个。②每个Cs+(Cl-)周围距离最近的Cs+(Cl-)有____个，构成_________。③若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化铯晶体的密度为___________g·cm-3。(2)CsCl晶体CsCl晶胞如图所示，每个Cs+周围距离最近的Cl-有___个，每个Cl-周围距离最近的Cs+有___个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为____。88CsCl116正八面体

1.金属的熔点差异很大，离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？试分析以下离子晶体的熔点数据，得出结论并解释原因。化合物熔点/℃

化合物熔点/℃CaO2613Na2SO4884KCl770Ca2SiO42130NH4NO3170Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270提示

从表中数据可以看出，离子晶体的熔点差异也较大，少数离子晶体受热未熔化时即可发生分解。离子晶体的熔点与离子键的强弱有关。离子键越强，熔点越高。离子键的强弱与离子的半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。2.离子液体在生物化学等科研领域有广泛应用，常被用作有机合成的溶剂和催化剂。(1)离子液体熔点低的原因？提示

大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子，离子半径大，离子键弱。(2)传统的有机溶剂大多易挥发，而引入有机基团的离子液体却有难挥发的优点，解释其原因。提示

离子液体的粒子全都是带电荷的离子，相互间作用力大。3.离子晶体CaF2的晶胞结构如图所示。其中，Ca2+位于晶胞的项角和面心，F-填充在由等距且最近的Ca2+围成的小正四面体空隙中，观察并回答问题。提示

8

4

(1)每个Ca2+周围距离最近且相等的F-有几个？每个F-周围距离最近且相等的Ca2+有几个？(2)每个晶胞中实际拥有的Ca2+、F-的数目分别为几个？提示

含Ca2+4个；含F-8个。

(3)若晶胞边长为acm，计算Ca2+与F-的最近距离。1.正误判断(1)离子晶体一定都含金属阳离子(2)离子晶体只含离子键，一定是离子化合物(3)由金属与非金属形成的晶体一定属于离子晶体(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×××××2.下列性质中适合离子晶体的是①熔点为1070℃，易溶于水，水溶液能导电②熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液能导电③能溶于CS2，熔点为-7.25℃，沸点为59.47℃④熔点为97.81℃，质软，导电，密度为0.97g·cm-3⑤熔点为-218℃，难溶于水⑥熔点为3900℃，硬度很大，不导电⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱⑧难溶于水，熔点较高，固体不导电，熔化时导电A.①⑧

B.②③⑥

C.①④⑦

D.②⑤√离子晶体固体时不导电，熔融态时能导电，易溶于水的离子晶体的水溶液能导电，一般难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥所表示的物质熔点达3

900

℃，硬度很大，不导电，应是共价晶体，故只有①⑧符合题意。3.(2024·江西赣州统考)下列有关离子晶体的数据大小比较错误的是A.离子键：NaF>NaCl>NaBrB.硬度：MgO>CaO>BaOC.熔点：NaF>MgF2>AlF3D.1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数：CsCl>NaCl√离子所带电荷数越多、离子半径越小，离子键越强，离子晶体硬度越大，熔点越高。A项，离子半径：F-<Cl-<Br-，则离子键：NaF>NaCl>NaBr；B项，离子半径：Mg2+<Ca2+<Ba2+，则离子键：MgO>CaO>BaO，硬度：MgO>CaO>BaO；C项，离子半径：Na+>Mg2+>Al3+，Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数逐渐增多，则离子键：NaF<MgF2<AlF3，熔点：NaF<MgF2<AlF3；D项，CsCl晶体中1个Cl-周围等距离且最近的Cs+有8个，NaCl晶体中1个Cl-周围等距离且最近的Na+有6个。4.(2024·上海虹口质检)LiF晶胞结构如图所示。(1)下列物质晶胞结构与LiF类似的是

(填字母)。

A.氯化钠B.氟化钙C.金刚石D.二氧化碳ANa与Li同族，F与Cl同族，LiF晶胞结构与NaCl类似。(2)LiF晶胞中，Li+位于F-围成的

空隙中。

正八面体(3)已知该晶胞棱长为apm，设NA表示阿伏加德罗常数的值，则LiF晶体的密度为

g·cm-3。

返回课时对点练对一对答案1234567891011121314题号12345678答案CCBCCCCA题号9101112答案DBBA

13.答案1234567891011121314

答案123456789101112131414.Ⅰ.离子离子键金属Na<Mg<Al

Na>Mg>AlⅡ.(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性(2)⑧应为黑色(3)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2+的半径小于Na+的半径，且Mg2+所带的电荷数大于Na+的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点题组一金属键及金属晶体1.下列关于金属键或金属的性质说法正确的是①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的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第三周期金属元素Na、Mg、Al的沸点依次升高④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属A.①②

B.②③

C.③④

D.①④对点训练答案1234567891011121314√答案1234567891011121314金属的导电性是因为在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动，而金属阳离子并没有移动，①错误；金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，②错误。2.(2024·无锡一中高二月考)如图是金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，下列说法正确的是A.能导电的物质一定是金属B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互

碰撞，从而发生热的传导C.金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相

对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂D.合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增

多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小答案1234567891011121314√答案1234567891011121314金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而发生热的传导，B项错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D项错误。3.下列说法正确的是A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释B.不同金属晶体中金属键的强度不同C.Li、Na、K的熔点逐渐升高D.金属导电和熔融电解质导电的原理一样答案1234567891011121314√答案1234567891011121314A项，用铂金做首饰，主要是因为铂金具有金属光泽，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，可用金属键理论解释，错误；C项，碱金属元素原子的半径越大，金属键越弱，则其单质的熔、沸点越低，故熔点：Li>Na>K，错误；D项，金属导电依靠的是自由移动的电子，熔融电解质导电依靠的是自由移动的离子，二者导电原理不一样，错误。4.(2024·青岛二中检测)下列各组金属熔点的高低顺序判断正确的是A.Mg>Al>Be B.Al>Na>LiC.Al>Mg>Li D.Mg>K>Na答案1234567891011121314√在金属晶体中，金属阳离子的半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强，金属的熔点越高。熔点：Al>Mg，Li>Na，Mg>Na。题组二离子晶体及其性质5.(2024·天津滨海新区期中)下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是A.熔点很高B.能溶于水，且水溶液能导电C.固态时不导电而熔化时能导电D.有固定熔点且晶态时表现各向异性答案1234567891011121314√固态时不导电而熔化时能导电是离子晶体的典型特征，C符合题意。答案12345678910111213146.(2025·四川南充嘉陵一中月考)电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键)：元素LiBeBCNFNaMgAlSiClCa电负性1.01.52.02.53.04.00.9a1.51.83.01.0下列说法不正确的是A.根据电负性变化规律，确定a的最小范围为1.0<a<1.5B.NF3中N—F的极性比NCl3中N—Cl的极性强C.AlCl3是一种可溶性盐，属于离子晶体D.可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC答案1234567891011121314√元素LiBeBCNFNaMgAlSiClCa电负性1.01.52.02.53.04.00.9a1.51.83.01.0答案1234567891011121314根据电负性的递变规律：同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小可知，在同周期中电负性：Na<Mg<Al，即0.9<a<1.5，同主族：Be>Mg>Ca，即1.0<a<1.5，取最小范围应为1.0<a<1.5，A项正确；两种元素电负性差值越大，键的极性越强，根据表中数值可知，N与F电负性差值大于N与Cl电负性差值，则NF3中N—F的极性比NCl3中N—Cl的极性强，B项正确；答案1234567891011121314根据已知条件及表中数值可知，AlCl3中Al与Cl电负性的差值为1.5，小于1.7，形成共价键，AlCl3不属于离子晶体，C项错误；Li3N是离子化合物，在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，SiC是共价化合物，不能导电，可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC，D项正确。题组三金属晶体、离子晶体晶胞的分析7.铁有δ⁃Fe、γ⁃Fe、α⁃Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是答案1234567891011121314δ⁃Fe

γ⁃Fe

α⁃FeA.三种同素异形体的性质相同B.γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个C.α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同√答案1234567891011121314答案1234567891011121314由于三种同素异形体的结构不同，所以三者的性质不同，A项错误；γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，B项错误；α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，C项正确；将铁加热到1

500

℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不同的铁，D项错误。8.钡在氧气中燃烧时得到一种晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法正确的是A.该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为Ba2O2C.该晶体的晶胞结构与CsCl相似D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8个√答案1234567891011121314答案1234567891011121314

9.下列关于晶体的说法正确的组合是①金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低②离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键③硬度由大到小的顺序：NaF>NaCl>NaBr>NaI④SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合⑤分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定A.①②③ B.①②④C.③⑤ D.①③√答案1234567891011121314综合强化金刚石、SiC是共价晶体，原子半径越小，晶体熔点越高，金刚石的熔点高于碳化硅，NaF、NaCl是离子晶体，熔点比共价晶体的低，熔点：NaF>NaCl，H2O、H2S为分子晶体，但水分子之间存在氢键，熔点比硫化氢的高，所以晶体的熔点依次降低，故①正确；离子晶体中可能含有共价键，如氢氧化钠，分子晶体中肯定没有离子键，故②错误；F-、Cl-、Br-、I-的离子半径逐渐增大，所以离子键强度由大到小的顺序：NaF>NaCl>NaBr>NaI，硬度由大到小的顺序：NaF>NaCl>NaBr>NaI，故③正确；答案1234567891011121314SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，每个氧原子与2个硅原子以共价键相结合，故④错误；共价键键能越大，分子越稳定，与分子间作用力大小无关，故⑤错误。答案1234567891011121314

√答案1234567891011121314离子液体中的粒子为带电荷的粒子，故难挥发，但具有导电性，B项错误。11.(2024·哈尔滨九中开学考)某50Sn和41Nb形成的立方晶胞结构如图。下列说法正确的是A.该晶体属于离子化合物B.Sn周围距离最近的Sn原子个数为8C.该晶胞沿x轴、y轴、z轴的投影图

完全相同D.该晶体在高温时导电能力更强答案1234567891011121314√答案1234567891011121314该晶体是由Sn和Nb形成的金属晶体，A错误；Sn原子位于晶胞的顶角、体心，体心周围距离最近且相等的Sn原子个数是8，B正确；晶胞沿x轴、y轴、z轴的投影图不完全相同，C错误；高温时，金属的导电能力减弱，D错误。12.某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察，省略了2个图2的结构)，晶胞边长为apm。下列说法正确的是A.晶体的化学式为Mg2NiH6B.晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个C.晶胞中2个Ni之间的最近距离为apmD.镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合答案1234567891011121314√答案1234567891011121314

13.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。(1)铁镁合金的化学式为

。

答案1234567891011121314Mg2Fe

(2)距离Mg原子最近的Fe原子个数是

。

(3)若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg96g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为

L。

答案12345678910111213144

44.8(4)若该晶胞的晶胞参数为dnm，则该合金的密度为

g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

答案1234567891011121314

晶体熔、沸点的高低，取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组物质是______晶体，晶体中微粒之间通过______相连。B组物质是_____晶体，价电子数由少到多的顺序是__________，粒子半径由大到小的顺序是__________。

14.Ⅰ.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：答案1234567891011121314离A组NaClKClCsCl熔点/K10741