鲁科版选择性必修2第3章第2节第1课时金属晶体离子晶体课件（35张）

第2节几种简单的晶体结构模型第1课时金属晶体离子晶体学习目标1.通过金属晶体、离子晶体结构模型学习,能认识金属晶体、离子晶体的结构特点。2.通过学习几种常见金属晶体、离子晶体的模型,能解释金属晶体、离子晶体的性质。任务分项突破课堂小结提升学科素养测评任务分项突破学习任务1金属晶自主梳理1.金属晶体的定义金属

通过

形成的晶体称为金属晶体。原子金属键2.常见金属晶体的结构常见金属Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、PtLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti堆积方式面心立方最密堆积体心立方堆积六方最密堆积3.金属晶体延展性原理当金属受到外力作用(锻压或捶打)时,晶体中密堆积层的金属原子之间比较容易产生

,但

不变,而且在滑动过程中“自由电子”能够维系

的存在,即各层之间始终保持着金属键的作用,因此金属晶体虽然发生了形变但不致断裂,所以金属通常有良好的

、

和

性。具有最密堆积结构的金属的延展性往往比具有其他结构的金属的延展性

。滑动密堆积的排列方式整个金属键延性展性可塑好互动探究研究人员研制出一种纳米晶体铁锆合金,其强度和硬度远远高于普通铁。值得注意的是,在极高的温度环境中,即使是在接近铁熔点(1300℃)的高温环境下,仍能保持纳米晶体结构,以及超高的强度和硬度。探究金属晶体结构与性质问题1:在通常状况下金属都是晶体吗?提示:不都是晶体,如汞常温为液态,不属于晶体。问题2:金属原子凝聚成固体状态的作用力是什么?提示:是金属阳离子与自由电子之间的金属键作用。问题3:影响金属键强弱的因素是什么?提示:金属阳离子的半径大小和“自由电子”数目(或金属阳离子所带电荷数)的多少。问题4:金属硬度、熔点、沸点与金属键有何关系?提示:一般金属键越强,金属硬度越大,熔点、沸点越高。归纳拓展金属晶体熔点的规律(1)同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷数决定,阳离子半径越小,所带电荷越多,金属键就越强,晶体熔点就越高。例如熔点:Li>Na>K>Rb>Cs,Na<Mg<Al。(2)金属晶体的熔点差别较大,如Hg熔点很低,碱金属熔点较低,铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体密堆积方式、金属阳离子和“自由电子”的作用力不同造成的。(3)一般来说,同一周期主族金属单质的熔点由左到右逐渐升高,同一主族金属单质的熔点自上而下逐渐降低。(4)合金的熔点一般低于其成分金属的熔点。题组例练C1.(2021·四川雅安期中)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烈作用,因而具有延展性解析: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;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,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烈作用,D项正确。2.(2021·陕西蓝田期末)金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,图a、b、c分别代表这三种晶体的结构,其结构内金属原子个数比为(

)A.3∶2∶1 B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶9A3.金属钠、镁、铝的熔点高低顺序正确的是(

)A.Na>Mg>Al B.Al>Mg>NaC.Mg>Al>Na D.Na>Al>Mg解析:金属阳离子半径越小,所带电荷数越多,金属阳离子与“自由电子”间的作用力越大,金属键越强,晶体熔点越高。Na+、Mg2+、Al3+的电荷数逐渐增多,半径逐渐减小,金属键逐渐增强,故钠、镁、铝的熔点逐渐升高。B学习任务2离子晶体自主梳理1.定义

在空间呈现

排列所形成的晶体。2.结构(1)构成微粒:阴离子和阳离子,离子晶体中不存在单个分子。(2)微粒间的作用力:离子键。阴、阳离子周期性重复3.常见的离子晶体4184阴、阳离子个数比

.

.

.化学式NaClCsClCaF2符合类型的物质Li、Na、K和Rb的卤化物,AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BaF2、PbF2、CeO2等1∶11∶12∶14.晶格能(1)定义:将

离子晶体

为气态阴、阳离子所

。(2)意义:吸收的能量越多,晶格能越大,表示离子间作用力

,离子晶体越

。晶格能通常取正值,单位为kJ·mol-1。(3)影响因素:①阴、阳离子所带电荷数越多,晶格能

;②阴、阳离子间的距离越小(通常离子半径越小,离子间距越小),晶格能

;③离子晶体的结构类型。5.离子晶体的性质(1)硬而脆。(2)较高的熔点。1mol完全气化吸收的能量越强稳定越大越大(3)固态时不导电,熔融状态或在水溶液中能导电。微点拨:离子晶体区别于其他晶体的突出特点是晶体固态时不导电,但熔融状态下能导电。而金属晶体无论在固态还是熔融状态都可以导电。互动探究晶格能是度量离子晶体中离子间结合力大小的一个物理量。在化学上,可以利用晶格能与一些化学热力学函数间的关系,从实测数据来获取晶格能。因为在晶格能与其标准生成焓间的关系中,能够用一些想象中的微观反应过程来充实,而构成一个严密的玻恩-哈伯循环(符合盖斯定律)。通过一些原子性质数据和键参数的补充,就可以求出晶格能。如对氯化钠(晶体)给出的是如下玻恩-哈伯循环。探究离子晶体结构及晶格能问题1:如何判断一种晶体是否属于离子晶体?提示:在熔融状态导电的化合物一般属于离子晶体,因此可以根据化合物熔融态导电性判断。问题2:在离子晶体中离某种离子最近的微粒是与该离子电性相同的还是相反的离子?提示:同性离子相互排斥,一般相距较远。所以距离某离子最近的一定是带相反电荷的离子。问题3:某离子周围最近的异性离子数目由哪些因素决定?提示:由于离子键没有方向性、饱和性,所以某离子总是“最大限度”吸引异性离子。吸引离子数目取决于该离子半径及被吸引离子半径等因素。问题4:晶格能与离子晶体熔点有何关系?提示:一般来讲,晶格能越大,离子晶体熔点越高。归纳拓展晶格能的应用(1)判断离子晶体熔点、沸点的高低。(2)判断离子晶体热稳定性。一般晶格能越大,离子间作用力越强,离子晶体热稳定性越高。题组例练D1.下列性质中,可以说明某晶体是离子晶体的是(

)A.具有较高的熔点B.固体不导电,水溶液可导电C.可溶于水D.固体不导电,熔融状态可导电解析:离子晶体和共价晶体的熔点都比较高,因此不能据此判断某晶体为离子晶体,A不符合题意;固体不导电,若物质难溶于水,则其水溶液也可能不导电,如BaSO4是离子晶体,固体不导电,其难溶于水,水溶液也不能导电,再比如CO2在固态时属于分子晶体,在固态时不能导电,但CO2的水溶液能够导电,因此固体不导电,水溶液可导电不是离子晶体的特征,B不符合题意;离子晶体中有的能够溶于水,有的难溶于水,如NaCl能够溶于水,而AgCl难溶于水,因此不能根据物质能否溶于水判断晶体是否为离子晶体,C不符合题意;离子晶体中含有离子,但离子不能自由移动,因此固体不导电,而离子晶体在熔融状态可发生电离而导电,D符合题意。2.(2021·福建泉州期中)NaCl晶胞模型如图所示,在NaCl晶胞中,下列说法错误的是(

)A.该晶胞中阳离子半径与阴离子半径之比小于1B.平均每个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-C.晶胞中每个Na+周围与它距离最近且相等的Na+共有12个D.每个Na+周围同时吸引6个Cl-,每个Cl-周围同时吸引着8个Na+D3.(2021·福建福州期中)NaF、NaI、MgO均为离子化合物,现有下列数据,试判断这三种化合物的熔点高低顺序(

)B物质①NaF②NaI③MgO离子电荷数112核间距(10-10m)2.313.182.10A.①>②>③ B.③>①>②C.③>②>① D.②>①>③解析:离子化合物中,离子所带电荷数越多、核间距越小,离子键越强,熔点越高,由表格中数据可知,MgO中离子所带电荷数最多、核间距最小,则熔点最高;NaF、NaI中离子所带电荷数相同,但NaF中核间距小,故熔点NaF>NaI,三种化合物的熔点由高到低的顺序是③>①>②。思维建模离子晶体的判断方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。(2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物、强碱和绝大多数盐类都是离子晶体。(3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。(4)依据熔点、沸点和溶解性判断。离子晶体熔点、沸点较高,多数能溶于水,难溶于有机溶剂。课堂小结提升【知识整合】【易错提醒】1.误认为含有离子的晶体就是离子晶体。金属晶体由金属阳离子与自由电子构成,但不属于离子晶体。2.误认为熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体。金属晶体熔融状态下也会导电。3.误认为离子晶体的化学式就是分子式。离子晶体中没有分子,离子晶体的化学式仅表示离子晶体中阴、阳离子的个数比。4.误认为一种离子的配位数是固定的。一种离子周围吸引的异性离子数目(配位数),并不是一成不变的,配位离子半径越小,一般配位数越大。学科素养测评硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题。(1)基态Se原子核外电子排布式为[Ar]

。

解析:(1)Se元素位于第4周期,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。答案:(1)3d104s24p4硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题。(2)K与Cu位于同周期,金属钾的熔点比铜的低,这是因为

。

解析:(2)金属的熔点与金属键强弱有关,K、Cu均为金属晶体,Cu的半径比K小,价电子数比K多,铜的金属键更强,则金属钾的熔点比铜的低。答案:(2)钾的原子半径比铜的大,价电子数比铜的少,金属键比铜的弱硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题。(3)请比较KI晶体与KCl晶体的熔点高低:

,并说明理由:

。

解析:(3)KI与KCl均为离子晶体,已知r(Cl-)<r(I-),则KCl的晶格能大于KI,则KCl的熔点高于KI。答案:(3)KI<KCl两者均为离子晶体,Cl-半径比I-半径小,KCl晶格能更大,熔点更高硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题。(4)KIO3常用作食盐添加剂,其晶胞如图所示。答案:(4)①三角锥形硒化物(如KCu4