2023年新教材高中化学晶体结构与性质教案+学案人教版选择性必修

离子晶体、过渡晶体与混合型晶体【教学目标】借助离子晶体等模型生疏晶体的构造特点。生疏离子晶体的物理性质与晶体构造的关系。知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是一般存在的。【教学重难点】离子晶体、过渡晶体、混合型晶体【教学过程】1.课导入[复习]上节课学习了金属晶体，我们知道金属除汞外在常温下都是晶体，在金属晶体中原子之间以金属键相结合。那么金属键的本质是什么？从而把全部的金属原子维系在一起。这就是金属键的本质。[过渡]除了我们学习过的金属晶体、分子晶体、共价晶体，还有哪些晶体呢？我们这节课将会学习离子晶体、过渡晶体、混合型晶体。2.课讲授1.离子晶体[展现]展现硫酸铜晶体、NaCl晶体[提问]NaCl晶体是由哪些粒子构成？离子间的作用力是什么？[学生答复]钠离子和氯离子；离子键。[小结]离子晶体的定义、构成粒子、相互作用、常见离子晶体。2.离子键[提问]离子键的实质是什么？[答复]离子键的本质是静电作用，它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面，当引力与斥力之间到达平衡时就形成了稳定的离子化合物，它不显电性。[讲解]离子键的特征：没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的化合物倾向于形成严密积存，使每个离子四周尽可能多地排列异性电荷的离子，从而到达稳定的目的。[设计意图]生疏NaCl晶体的特点，初步建立关于“离子晶体”的认知模型。[思考]为什么NaClCsCl的硬度大、熔沸点高？[答复]离子晶体中，阴、阳离子间有猛烈的相互作用〔离子键〕，要抑制离子间的相互作用1使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和硬度大。NaCl晶体为例，分析离子晶体有哪些物理性质？[答复]具有较高的熔、沸点，难挥发，硬度大，不导电，易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。[小结](1)具有较高的熔、沸点，难挥发离子晶体中，阴、阳离子间有猛烈的相互作用〔离子键〕，要抑制离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。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。硬度离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，局部别子键发生断裂，导致晶体裂开。导电性离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。当上升温度时，阴、阳离子获得足够能量抑制离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而形成电流。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子〔实质上是水合离子〕，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂〔如水〕，难溶于非极性溶剂〔如汽油、苯等〕，遵循“相像晶体中的离子抑制了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。[学生活动]试比较四种晶体的构造和性质。[过渡]我们已经争论了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。[指导阅读]阅读教材中有关“过渡晶体”的内容。[猎取概念]原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简洁的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。[思考]分析第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数的变化趋势并解2释其缘由。进一步描述第三周期主族元素的氧化物的晶体类型的变化趋势。[答复]NaO、MgO、AlOSiOPO的离子键的百分数呈渐渐减小的趋势，缘由是第三周2 23 2 25期元素从左到右，电负性渐渐增加，与氧元素的电负性的差值渐渐减小。第三周期主族元素的氧化物的晶体的变化趋势为离子晶体→共价晶体→分子晶体。[讲解]表中的氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。那么混合型晶体又是什么？[猎取概念]既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。课堂小结[梳理总结]引导学生对晶体学问进展梳理和总结。[沟通争论]晶体的划分依据——构成晶体的粒子及粒子间的作用力。不同晶体表达出的性质也不同。[引导反思]引导学生生疏晶体构造的多样性和简单性。4.板书3.3.2离子晶体、过渡晶体与混合型晶体一、离子晶体定义：离子晶体是由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体构成粒子：阴离子和阳离子粒子间的相互作用力：离子键二、过渡晶体NaOMgO AlO2 23

SiO PO2 25离子晶体共价晶体分子晶体三、混合型晶体石墨晶体离子晶体、过渡晶体与混合型晶体【学法指导】借助离子晶体等模型生疏晶体的构造特点。生疏离子晶体的物理性质与晶体构造的关系。知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是一般存在的。【根底梳理】3一、离子晶体1.离子晶体(1)定义：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。(2)成键粒子：阴、阳离子相互作用：阴、阳离子间以离子键结合，离子内可能含有常见的离子晶体：、活泼金属氧化物和过氧化物、大局部盐。［微思考］为什么NaCl和CsCl的硬度大、熔沸点高？离子键离子键的实质：是作用，它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面，当引力与斥力之间到达平衡时就形成了稳定的离子化合物，它不显电性。离子键的特征：没有性和性。因此，以离子键结合的化合物倾向于形成，使每个离子四周尽可能多地排列异性电荷的离子，从而到达稳定的目的。离子晶体的物理性质(1)具有较高的熔、沸点，难挥发离子晶体中，阴、阳离子间有猛烈的相互作用〔离子键〕，要抑制离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有和的性质。一般说来，阴、阳离子的电荷数越，离子半径越，离子键越，离子晶体的熔、沸点越。(2)硬度离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，局部别子键发生断裂，导致晶体裂开。导电性离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体。当上升温度时，阴、阳离子获得足够能量抑制离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而形成电流。离子化合物时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子〔实质上是水合离子〕，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。4溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂〔如水〕，难溶于非极性溶剂〔如汽油、苯等〕，遵循“”规律。当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子抑制了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。名师点拨——四种晶体的构造和性质比较二、过渡晶体与混合型晶体1.过渡晶体四类典型晶体过渡晶体的概念离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简洁的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。过渡晶体的典例以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例，如第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数如表所示：氧化物 NaO MgO AlO SiO PO2 23 2 25离子键的百分 都是分子晶体，说明离子数/%

62 50 41 33

键成分的百分数更小由表可知，表中的氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的，也不是纯粹的，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的。52.混合型晶体混合型晶体的概念既有又有，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。石墨的构造模型石墨不同于金刚石，石墨中的碳原子呈杂化，形成构造。因此，石墨晶体是层状构造的，层内的碳原子的核间距为142pm，层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠维系的。由于全部的pp轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的。【课后练习】1.以下关于晶体的说法中，不正确的选项是( )①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体肯定是离子晶体；③共价键可打算分子晶体的熔、沸点；④MgO的晶格能远比NaCl大，这是由于前者离子所带的电荷数多，离子半径小；⑤晶胞是晶体构造的根本单元，晶体内部的微粒按肯定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能实行严密积存方式，以使其变得比较稳定；⑦CsClNaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6。A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③⑦2.下面有关晶体的表达中，错误的选项是()A.金刚石的网状构造中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子BNaC晶体中每个N＋C－)四周都紧邻6个C－6个N＋)C.白磷晶体中，分子之间通过共价键结合6D.离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化时，化学键不被破坏3.以下含有共价键的离子化合物是〔〕A.KClB.CHBrC.HOD.NaSO2 52 224以下各物质中,按熔点由高到低的挨次排列正确的选项是( )A.Rb>K>Na>Li B.KCl>NaCl>MgCl >MgO2C.石墨>金刚石>SiO>钠 D.HO>CH>硫磺>H2 2 4 2以下有关物质性质的比较挨次中，不正确的选项是〔〕A.热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB.微粒半径：K＞Ca ＞Cl＞S+ 2+ - 2-C.晶格能大小挨次：NaCl＜NaF＜CaO＜MgODHClO＞HSO＞HPO＞HSiO4 2 4 3 4 2 3以下各项所述的数字不是6的是( )NaClNaCl的个数+在金刚石晶体中,最小环上的碳原子个数C.在二氧化硅晶体中,最小环上的原子个数D.在石墨晶体的片层构造中,最小环上的碳原子个数7.以下表达中正确的选项是( )A.由金属元素和非金属元素形成的化合物肯定是离子化合物B.完全由非金属元素形成的化合物肯定是共价化合物D.共价化合物中只含有共价键8.以下数据是对应物质的熔点,据此做出的以下推断中错误的选项是(D.共价化合物中只含有共价键8.以下数据是对应物质的熔点,据此做出的以下推断中错误的选项是()NaO2NaClAlF3AlCl3920℃801℃1291℃190℃BCl3AlO23CO2SiO2-107℃ 2073℃ -57℃ 1723℃四、铝的化合物的晶体中有离子晶体7B.表中只有BCl和AlCl3 3C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成一样类型的晶体解析：①晶体中原子呈周期性有序排列而非晶体中原子排列无序，晶体有自范性，非晶体无自范性，可以利用解析：①晶体中原子呈周期性有序排列而非晶体中原子排列无序，晶体有自范性，非晶体无自范性，可以利用X射线鉴别晶体和非晶体，故正确；②金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，所以含有金属阳离子的晶体不肯定是离子晶体，可能是金属晶体，故错误；③共价键可打算分子的稳定性，分子间作用力打算分子晶体熔沸点，故错误；④离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，和两种晶体中，半径：，则的晶格能较大，所以其熔点比较高，故正确；⑤晶胞是晶体构造的根本单元，晶体内部的微粒按肯定规律作周期性重复排列，有自范性，可以利用X射线鉴别晶体和非晶体，故正确；⑥晶体多承受严密积存方式，实行严密积存方式，可以使晶体变得比较稳定，故正确；⑦8，6，故错误。应选：D。解析：A.金刚石晶体中，由共价键形成的最小碳环上有解析：A.金刚石晶体中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子，每个碳原子形成四个共价键，从而形成空间网状构造，故A正确；B.氯化钠晶体中钠离子或氯离子的配位数都是6,所以在NaCl晶体中每个Na(或 )四周C1-+6(或)，故BC1- Na+C.60°，分子间存在范德华力，C8SiO键能大,所以熔点石墨>金刚石,,Si−O键能大于CSiO键能大,所以熔点石墨>金刚石,,Si−O键能大于C−C,则熔点金刚石>C−C键比金刚石中C−C键长小,则D.离子晶体的构成微粒是阴阳离子，分子晶体的构成微粒是分子，所以离子晶体在熔融状态下能电离出阴阳离子，而分子晶体在熔融状态下还是以分子存在，只破坏分子间作用力不破坏化学键，故D2SiO ，钠为金属晶体，熔