3.3.(1)金属键和金属晶体离子晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

组织建设第1课时金属键与金属晶体

离子晶体第三章

晶体结构与性质第3节金属晶体与离子晶体引课视频：金属之最(1)铝:地壳中含量最多的金属元素(2)钙:人体中含量最多的金属元素(3)铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)(4)银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)(5)铬:

硬度最高的金属(6)钨:熔点最高的金属(7)汞:熔点最低的金属(8)锇:密度最大的金属(9)锂:密度最小的金属(10)金:延展性最好的金属金属有哪些物理性质呢？为什么还差距很大？一、金属键和金属晶体延展性导热性导电性金属光泽1、金属共同的物理性质电子气理论:金属脱落下来的价电子几乎均匀分布整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，被所有原子所共有，把所有金属原子维系在一起。2、金属键——电子气理论(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用(4)成键本质：(3)成键条件：金属单质或合金(2)成键微粒：金属阳离子和自由电子(5)金属键的特征：①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。②金属键既没有方向性，也没有饱和性。(6)金属键的影响因素：金属键原子半径价电子数原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱，反之，金属键越强金属的物理性质决定金属光泽熔沸点延展性导电性导热性金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大。课堂练习1、下列有关金属键的叙述中，错误的是(

)A．金属键没有饱和性和方向性B．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C．金属键中的电子属于整块金属D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关B课堂练习2、下列各组金属熔点高低顺序正确的是(

)A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li

C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>AlD(1)延展性：

3、“电子气理论”解释金属的物理性质外力当金属某部分受热时，该区域的电子运动加剧，通过碰撞，电子将能量传递给金属原子或离子，这样能量从温度高的区域传递到温度低的区域，因此金属具有导热性。当金属受到外力作用时，晶体中的的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠间的润滑剂作用，所以大多数金属有良好的延展性。(2)导热性：(3)导电性：【注意】

①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属。如石墨具有导电性，属于非金属。还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。②金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化。外加电场

金属晶体内部到处移动的自由电子，在电场作用下，改作定向移动，

从而形成了电流。(4)金属光泽金属在粉末状态时，金属原子的取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后不能再反射出来，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数块状金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。(5)金属材料形成合金以后性能为什么会改变？(6)高温下金属导电性减弱的原因电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，所以金属的电导率随温度升高而降低的现象。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，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，所以金属材料形成合金以后性能发生改变(1)概念：金属原子间通过金属键相互结合形成的晶体(2)组成微粒：金属阳离子和自由电子注意：①在金属晶体中，与共价晶体一样是一种“巨分子”不存在单个分子或原子，常温下，绝大多数金属单质(晶体锗、灰锡是原子晶体)和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态②有阳离子不一定有阴离子，可能是自由移动的电子，有阴离子一定有阳离子③固态导电：金属晶体(判断金属晶体的显著特点）、石墨、半导体（Si)4、金属晶体①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低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，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9℃)，而铁等金属熔点很高(1535℃)。(3)性质：熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高金属晶体物理性质：①硬度有的大，有的小②熔沸点有的高，有的低③难溶于常见溶剂④良好的导电性、导热性和延展性。课堂练习3、正误判断(1)金属在常温下都是晶体()(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)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()(4)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()(5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金()(6)有机高分子化合物一定不能导电()(7)金属的电导率随温度的升高而降低()××××√×√我们知道，熔融的NaCl或者NaCl的水溶液能够导电，而NaCl晶体却不能导电，这是为什么呢？交流研讨没有自由移动的Na+和Cl-1913年布拉格首次用X射线衍射法测定了氯化钠的晶体结构氯化钠晶体的微观结构一种现代实验室使用的X射线衍射仪二、离子晶体(1)概念：(2)成键微粒：(3)相互作用：(4)常见的离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐

离子键——阴阳离子间通过静电作用形成的强烈的相互作用(有的还存在共价键、氢键)。离子键没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的离子晶体倾向于形成紧密堆积。

是由阳离子和阴离子构成，有的还存在电中性的分子(如H2O、NH3等)。阳离子或阴离子不仅指单原子离子，还包括复杂离子，如NH4+、SO42-。(5)离子晶体的性质：①熔沸点较高，硬度较大。④大多易溶于极性溶剂H2O，难溶于非极性溶剂(汽油、苯、CCl4等)注：判断离子晶体，可根据其熔融状态能否导电进行一般说来，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，硬度越大②难挥发难压缩，③水溶液或者熔融状态下导电。(6)离子晶体的结构：①NaCl晶胞粒子位置：Na+_________Cl-___________结构基元数Na+______Cl-______Na+配位数_____Cl-配位数_____形成的空隙形状__________棱、体心顶点、面心66正八面体Na+周围最近的Na+数____Cl-周围最近的Cl-数____1212配位数：一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目44Cl-的配位数_____Cs+周围最近的Cs+数______Cl-周围最近的Cl-数______粒子位置_________________________结构基元数_________________Cs+的配位数_____81个Cl-,1个Cs+Cl-位于顶点、Cs+位于体心66Cl-Cs+8Cl-形成的空隙形状________立方体②CsCl晶胞讨论：CaCO3

、(NH4)2SO4

、CuSO4·5H2O、

Cu(NH3)4SO4·H2O观察以上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化学键？离子晶体阴、阳离子(单原子或多原子)电中性分子构成微粒离子键、共价键氢键、范德华力作用力注意：贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。比较不同离子晶体的熔点，能得出什么结论？【思考与讨论】物质熔点/℃物质熔点/℃

CaO2613

Na2SO4884

KCl1326

Ca2SiO42130

NH4NO3169.6

Na3PO4340

BaSO41580CH3COOCs194

LiPF6200(分解)

NaNO2270结论：离子晶体的熔、沸点差异也比较大。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。

应用：作溶剂；用作电化学研究的电解质;有机合成的溶剂和催化剂等科学•技术•社会——离子液体离子液体：室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物引入有机基团可降低离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3的熔点只有12℃，比NH4NO3低了158℃!

成分：常见的阴离子如四氯铝酸根（AlCl4-)、六氟磷酸根（PF6-

。)、四氟硼酸根（BF4-

）等，常见的阳离子如季铵离子(R4N+

，即NH4+的H被烃基R取代）、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。性质：难挥发、有良好的导电性。课堂练习4、正误判断(1)离子晶体中一定含有金属元素