高二化学（人教版）学案选择性必修二第三章第三节第1课时金属晶体离子晶体

第三节金属晶体与离子晶体学习目标重点难点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的粒子及其粒子间的相互作用,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CsCl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。3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合晶体是普遍存在的。4.知道晶体中粒子间的各种相互作用力,比较四种典型晶体的构成粒子、粒子间的相互作用与物质性质的关系。重点金属晶体的结构特点与性质之间的关系,运用电子气理论解释金属性质。难点金属晶体、过渡晶体和混合型晶体的结构特点和性质。第1课时金属晶体离子晶体新知探究(一)——金属键与金属晶体1.金属键概念金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用成键粒子金属键的成键粒子是金属阳离子和

本质金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而把所有的金属原子维系在一起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

影响因素原子半径金属元素的原子半径越小,金属键越强原子价电子数金属元素的价电子数越多,金属键越强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。如金属钠的熔点较低、硬度较小,而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属2.金属晶体(1)通性:金属晶体有优良的延展性、导电性和导热性。(2)用“电子气理论”解释金属的性质(3)存在:金属晶体中,除了纯金属,还有大量的合金。[微点拨]①金属晶体有导电性,但能导电的物质不一定是金属。如石墨有导电性却属于非金属。还有一大类能导电的有机高分子化合物,也不属于金属。②金属晶体具有金属光泽,当可见光照射到金属表面上时,“自由价电子”能够吸收所有频率的光并迅速释放,使得金属不透明并具有金属光泽。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)含有阳离子的物质,必含有阴离子()(2)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()(3)金属原子半径越小,价电子数越多,金属熔、沸点越高,硬度越大()(4)金属的导电性随温度的升高而降低()(5)电解质溶液的导电性随温度的升高而增强()2.下列关于金属及金属键的说法不正确的是()A.金属键不具有方向性和饱和性B.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D.金属受外力作用变形时,金属阳离子与自由电子间仍保持较强作用,因而具有延展性3.下列关于金属晶体的叙述正确的是()A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释B.固态和熔融时易导电,熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体C.Li、Na、K的熔点逐渐升高D.温度越高,金属的导电性越好4.要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱。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、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5.(1)金晶体的基本单元(也称晶胞)是面心立方体,即在立方体的8个顶角各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有个金原子。

(2)金和铜可以形成多种金属化合物,其中一种的晶胞结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式为。(3)1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示,1183K以上转变为图2所示的基本结构单元。在1183K以下的纯铁晶体中最邻近的铁原子等距离且最近的铁原子数为;在1183K以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为。

|归纳拓展|金属晶体导电与电解质溶液导电的比较运动的微粒过程中发生的变化温度的影响金属晶体导电自由电子物理变化升温,导电性减弱电解质溶液导电阴、阳离子化学变化升温,导电性增强新知探究(二)——典型离子晶体的结构与性质1.离子晶体定义由和阴离子相互作用而形成的晶体

成键粒子阳离子和阴离子,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(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O等相互作用阳离子、阴离子之间以结合,复杂离子内可能含有,甚至存在氢键

物理性质硬度较大,难于压缩;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2.典型离子晶体晶体类型NaClCsCl晶胞结构特点晶胞中含4个Na+和4个Cl,1个Na+周围距离相等且最近的6个Cl和1个Cl周围距离相等且最近的有个Na+都形成八面体

晶胞中含1个Cs+和1个Cl,1个Cs+周围距离相等且最近的Cl有8个;1个Cl周围距离相等且最近的Cs+有个,相邻两个晶胞体心的离子与共用面顶角上的离子形成八面体

[微点拨]离子晶体中所谓的“配位数”就是看离该离子最近的“异性”离子的个数。如NaCl晶体中Cl的配位数是6(即距Cl最近的Na+有6个)。3.离子晶体的判断利用物质的类别判断金属离子和酸根离子、OH形成的大多数盐、强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物,活泼金属的氢化物(如NaH),活泼金属的硫化物等都是离子晶体利用元素的性质和种类判断一般成键元素的电负性差值大于1.7的物质是离子晶体利用物质的性质判断离子晶体一般具有较高的熔、沸点,难挥发,硬而脆;固体不导电,但熔融或溶于水时能导电,大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)含有阴离子的晶体一定含有金属阳离子()(2)离子晶体中只含离子键()(3)含有离子的晶体一定是离子晶体()(4)由金属与非金属形成的晶体,属于离子晶体()2.下列性质中,可以较充分说明某晶体是离子晶体的是()A.具有高的熔点B.固态不导电,水溶液能导电C.固态导电,可溶于水D.固态不导电,熔融状态能导电3.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是()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>CaF24.如图为NaCl和CsCl的晶体结构,下列说法错误的是()A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别是6和8D.NaCl和CsCl中阳离子与阴离子的半径比相同课下请完成课时跟踪检测(十九)第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体离子晶体新知探究(一)1.自由电子没有[题点多维训练]1.(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2.选C金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用,不是存在于相邻原子之间的作用力,而是属于整块金属,没有方向性和饱和性,A项正确;这些“自由电子”为所有阳离子所共用,其本质也是电性作用,B项正确;金属中存在金属阳离子和“自由电子”,当给金属通电时,“自由电子”定向移动而导电,C项错误;金属具有良好的延展性,受外力作用变形时,金属阳离子与自由电子间仍保持较强作用,D项正确。3.选BA项,用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性,能用金属键理论解释;B项,金属晶体在固态和熔融时能导电,其熔点差异很大,故题设条件下的晶体可能是金属晶体;C项,一般来说,金属中单位体积内自由电子的数目越多,金属元素的原子半径越小,金属键越强,故金属键的强弱顺序为Li>Na>K,其熔点的高低顺序为Li>Na>K;D项,金属的导电性随温度的升高而降低,温度越高,其导电性越差。4.选D因为镁离子带2个正电荷,而铝离子带3个正电荷,且铝离子半径小于镁离子,所以镁的金属键比铝弱,所以镁的熔点低于金属铝,故A错误;碱金属都属于金属晶体,从Li到Cs金属阳离子半径增大,对外层电子束缚能力逐渐减弱,金属键逐渐减弱,所以熔、沸点逐渐降低,故B错误;因为镁离子的半径比钙离子小,所以镁的金属键比钙强,则镁的硬度大于金属钙,故C错误;因为铝离子带3个正电荷,而钠离子带1个正电荷,且铝离子半径小于钠离子,所以铝的金属键比钠强,则铝的硬度大于金属钠,故D正确。5.解析:(1)1个金晶胞占有的金原子数为顶角上8×18=1(个),面心上6×12=3(个),共4个。(2)晶胞中Cu原子数为6×12=3(个),Au原子数为8×18=1(个),因此化学式为AuCu3。(3)由图1知,1183K以下时,1个铁原子被8个铁原子最邻近包围,由图2知,1183K以上时答案:(1)4(2)AuCu3(3)812新知探究(二)1.阳离子离子键共价键2.68[题点多维训练]1.(1)×(2)×(3)×(4)×2.选D具有较高的熔点的不一定是离子晶体,共价晶体也具有较高的熔点,故A错误;固态不导电,水溶液能导电的不一定是离子晶体,如HCl、NH3等固态不导电,水溶液能导电,是分子晶体,故B错误;离子晶体固态不导电,熔融态导电,离子晶体不一定可溶于水,故C错误;离子晶体固体中离子不能自由移动,所以不能导电,而熔融状态下可以电离出自由移动的离子,所以可以导电,故D正确。3.选C离子半径:Br>Cl>F,离子半径越小,所带电荷数越多,离子键越强,故A正确;原子半径:Ba>Ca>Mg,原子半径越大,键能越小,硬度越小,故B正确;离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,电荷越多,则熔点越高,故C错误;CsCl晶胞中1个Cl周围有8个Cs+,CaF2晶胞中1个F周围有4个Ca2+,NaC