《金属晶体与离子晶体(第一课时)》课件

《金属晶体与离子晶体（第一课时）》思考1金属有哪些共同的物理性质？铝锂合金用于C919飞机的外壳国家体育场的钢架结构铜电缆一、金属晶体资料一、金属晶体资料铜的晶体结构模型铜的晶体结构模型铜的晶胞模型构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态思考2金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？金属原子导电、导热、延展性等金属晶体金属“电子气理论”构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态？？“电子气”导电、导热、延展性等金属晶体导电、导热、延展性等金属晶体金属阳离子金属键自由电子金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态用“电子气理论”解释金属的通性（1）金属的导电性，

金属的电导率

随温度升高而

降低用“电子气理论”解释金属的通性（1）金属的导电性，

金属的电导率

随温度升高而

降低用“电子气理论”解释金属的通性（2）金属的导热性用“电子气理论”解释金属的通性（2）金属的导热性用“电子气理论”解释金属的通性（3）金属的延展性用“电子气理论”解释金属的通性（3）金属的延展性用“电子气理论”解释金属的通性（4）金属的熔点和硬度差别很大，和什么因素有关？金属单质熔点/℃Li180.5Na97.81K63.65Rb38.89Cs28.40小结：金属晶体的认知模型构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态导电、导热、延展性等金属晶体金属阳离子金属键自由电子合金钢合金14K金二、离子晶体NaCl晶体从NaCl认识离子晶体用手揉捏食盐硬度大生活经验NaCl的物理性质烧烤、爆炒等加入食盐，未见其熔融熔点较高（801oC）NaCl晶胞的球棍模型NaCl晶胞的模型活动1动手制作氯化钠的晶胞模型NaCl晶胞的球棍模型NaCl晶胞的模型活动1动手制作氯化钠的晶胞模型NaCl晶胞的球棍模型NaCl晶胞的模型活动1动手制作氯化钠的晶胞模型Cl−Na+活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（1）晶胞中各离子的位置分布；Cl−Na+活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（1）晶胞中各离子的位置分布；Cl−Na+活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（1）晶胞中各离子的位置分布；Cl−Na+活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（2）NaCl表示什么含义?活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（2）NaCl表示什么含义?Cl−Na+Cl−Na+

812141活动1动手制作氯化钠的晶胞模型

（2）NaCl表示什么含义?活动1动手制作氯化钠的晶胞模型（3）解释NaCl的熔点较高、硬度较大的原因。Cl−Na+氯化铯的结构分析和性质解释CsCl的熔点较高（645℃）Cl−Cs+（1）晶胞中各离子的位置分布；Cl−Cs+（1）晶胞中各离子的位置分布；每个Cs+同时吸引着8个Cl−Cl−Cs+（1）晶胞中各离子的位置分布；Cl−Cs+每个Cl−同时吸引着8个Cs+（1）晶胞中各离子的位置分布；每个Cl−同时吸引着8个Cs+（2）晶体中是否存在氯化铯分子?CsCl表示什么含义?Cl−Cs+Cl−Cs+

181（3）CsCl的熔点较高的原因?Cl−Cs+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?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?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?离子晶体的性质探究（2）离子晶体是否具有较好的延展性？施加外力发生滑动阳离子阴离子离子晶体的性质探究（2）离子晶体是否具有较好的延展性？发生滑动同种电荷相互排斥，使晶面裂开3、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？3、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？小结：离子晶体的认知模型构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态性质差异较大离子晶体阳离子离子键阴离子晶体的认知模型构成的微粒微粒间相互作用物质的性质物质的聚集状态探究1金属晶体的结构与性质特点【问题探究】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,晶体中的各原子层就会发生相对滑动,但原来的排列方式不变,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,并且“电子气”没有破坏,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。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,所以熔点逐渐升高。3.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

金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时,影响了金属的延展性和硬度。【深化拓展】1.对金属晶体的组成、性质的正确理解(1)金属单质和合金在固态时都属于金属晶体。(2)金属晶体中含有金属阳离子,但没有阴离子。(3)金属导电的微粒是自由电子,电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子;前者导电过程中不生成新物质,为物理变化,后者导电过程中有新物质生成,为化学变化。因而,两者导电的本质不同。2.金属晶体熔、沸点高低的比较金属阳离子半径越小,所带电荷越多,则金属键越强,金属的熔、沸点就越高,一般存在以下规律:(1)同周期金属单质(如Na、Mg、Al),从左到右熔、沸点逐渐升高。(2)同主族金属单质(如碱金属),从上到下熔、沸点逐渐降低。(3)合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。(4)金属晶体熔点差别很大,如汞在常温下为液体,熔点很低(-38.9℃),而铁等金属熔点很高(1535℃)。【素能应用】典例1下列关于金属键的叙述不正确的是(

)A.金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用,也是一种电性作用B.金属键可以看作许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,所以与共价键类似,也有方向性和饱和性C.金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,故金属键无方向性和饱和性D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动答案

B解析

从构成基本粒子的性质来看,金属键也是一种电性作用,其特征是无方向性和饱和性。自由电子是由金属原子提供的,并且在整个金属内部的三维空间内运动,为整个金属的所有原子所共用,从这个角度看,金属键与共价键有类似之处,但二者又有明显的区别,如金属键无方向性和饱和性等。易错提醒金属晶体性质的认识误区(1)金属晶体在受外力作用下,各层之间发生相对滑动,但金属键并没有被破坏。(2)共价晶体的熔点不一定都比金属晶体的高,如金属钨的熔点就高于一般的共价晶体。(3)分子晶体的熔点不一定都比金属晶体的低,如汞在常温下是液体,熔点很低。变式训练1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的强弱,而金属键的强弱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.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔点从Li到Cs是逐渐升高的C.金属铝的硬度大于金属钠D.金属镁的硬度小于金属钙答案

C解析

镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少,所以金属镁比金属铝中的金属键弱,与铝相比较,镁的熔点低、硬度小;从Li到Cs,离子的半径逐渐增大,离子所带电荷相同,故金属键逐渐减弱,熔点逐渐降低,硬度逐渐减小;因铝离子的半径比钠离子小且所带电荷多,故金属铝比金属钠中的金属键强,所以金属铝比金属钠的熔点高、硬度大;因镁离子的半径比钙离子小,所带电荷与钙离子相同,故金属镁比金属钙中的金属键强,所以金属镁比金属钙的熔点高、硬度大。探究2离子晶体的结构与性质特点【问题探究】1.如图所示是从NaCl和CsCl晶体中分割出来的部分结构图。试分析哪些图是从NaCl和CsCl晶体中分别提取出来的?提示

从NaCl晶体中分别提取出来的是(1)和(4);从CsCl晶体中分别提取出来的是(2)和(3)。2.已知:CaCO3、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等均为离子晶体。分析这些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作用力?提示

构成离子晶体的微粒有阴离子和阳离子,还有电中性分子;晶体内部的作用力除离子键外还存在共价键、氢键和范德华力等。3.下表所示NaCl、CsCl的熔、沸点比HCl的明显高很多,结合晶体类型,你能推测其原因吗?预测MgO和NaCl的熔、沸点的高低?物质HClNaClCsCl熔点/℃-114.18801645沸点/℃-8514131290提示

HCl的晶体类型为分子晶体,熔、沸点较低。NaCl、CsCl、MgO均为离子晶体,一般构成离子晶体的阴、阳离子半径越小,含有的电荷越多,其离子键越强,晶体的熔、沸点越高,故熔、沸点MgO>NaCl。【深化拓展】1.离子晶体的组成、结构、性质特点(1)离子晶体中一定含有阴、阳离子,可能含有小分子,晶体的化学式只表示物质的构成微粒个数比,不是分子式。(2)离子晶体中一定含有离子键,也可能含有共价键、氢键等其他作用。(3)离子晶体中离子键没有方向性和饱和性,但每个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷的离子数目都是固定的(配位数一定)。(4)常见的离子晶体包括强碱、活泼金属的氧化物、大部分盐。(5)一般同类型的离子晶体的熔、沸点高低、硬度大小比较,可以通过离子键强弱来比较,离子半径越小,所带电荷越多,对应的离子键越强,晶体熔、沸点越高。2.四类晶体的比较

晶体类型离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键范德华力(有的含有氢键)金属键作用力大小(一般而言)较强很强弱有的较强,有的较弱晶体类型离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体判断作用力大小的参考数据离子电荷数、离子半径键能、键长(与原子半径相关)组成和结构相似时,比较相对分子质量(必要时还要考虑是否存在氢键)离子半径、离子所带电荷数熔点较高高低差别较大(汞常温下为液态,钨的熔点为3410℃)硬度略硬而脆大较小差别较大晶体类型离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体导热和导电性不良导体(熔融后或溶于水导电)不良导体不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水,少数与水反应机械加工性能不良不良不良优良延展性差差差优良【素能应用】典例2为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,进行下列实验。其中合理、可靠的是(

)A.观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。结论:SbCl5和SnCl4都是离子化合物B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4水溶液的导电性,发现它们都可以导电。结论:SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物答案

B解析

离子晶体中含有离子键,离子键是阴、阳离子之间强烈的相互作用,故离子晶体往往有较高的熔点,A项错而B项正确;滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,只能说明这些物质溶于水时产生了Cl-,有的共价化合物溶于水时也能产生Cl-(如HCl),C错;有些共价化合物的水溶液也能导电,如HCl,D错。归纳总结

离子晶体的判断(1)根据物质的分类大多数盐(包括铵盐)、强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2),部