2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體課件 魯科版選修3.ppt

《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體課件 魯科版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體課件 魯科版選修3.ppt（64頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì),第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體,1.能用金屬鍵和離子鍵的理論解釋金屬晶體和離子晶體的物理性質(zhì)。 2.了解金屬晶體的三種原子堆積模型和幾種典型離子晶體的物理性質(zhì)。 3.了解晶格能的概念和意義。,目標(biāo)導(dǎo)航,基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué),重點難點探究,隨堂達標(biāo)檢測,欄目索引,一、金屬晶體,基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué),答案,金屬原子,1.概念及物理性質(zhì),金屬鍵,金屬陽離子,自由電子,金屬鍵,答案,2.常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)型式,6,1,8,2,答案,12,6,12,4,相關(guān)視頻,答案,議一議 1.為什么金屬晶體最常見的結(jié)構(gòu)形式具有堆積密度大、原子配位數(shù)高、能充分利用空間等特點？,答案由于金屬鍵沒有飽和性和

2、方向性，從而導(dǎo)致金屬晶體最常見的結(jié)構(gòu)形式具有堆積密度大、原子配位數(shù)高、能充分利用空間等特點。,2.金屬在拉成絲或壓成薄片的過程中金屬鍵遭到破壞了嗎？,答案金屬晶體由金屬原子堆積而成，金屬在拉成絲或壓成薄片過程中，層與層之間可以發(fā)生相對滑動，但金屬鍵仍然存在，所以金屬鍵不會斷裂，故金屬具有良好的延展性。,二、離子晶體,答案,1.概念,陽離子和陰離子,離子鍵,陽離子、陰離子,離子鍵,答案,2.常見AB型的離子晶體,6,8,4,答案,4,4,1,1,4,4,答案,3.晶格能,氣化,強,穩(wěn)定,正比,反比,結(jié)構(gòu)型式,高,大,答案,4.物理性質(zhì),難溶,不導(dǎo)電,易溶,能導(dǎo)電,答案,議一議 1.離子晶體的化學(xué)

3、式代表的是真正的分子組成嗎？,答案離子晶體中不存在分子，離子晶體的化學(xué)式僅代表晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，并不代表分子組成。,2.在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物形成的晶體一定是離子晶體嗎？,答案一定是離子晶體。只有金屬單質(zhì)和離子化合物在熔融狀態(tài)導(dǎo)電。,3.根據(jù)晶格能的知識回答： (1)為何Na2O的晶格能大于NaF，而KCl的晶格能大于KI?,答案晶格能與離子所帶的電荷數(shù)成正比，而與離子半徑的大小成反比。在Na2O和NaF中，O2所帶的電荷數(shù)比F多，故Na2O的晶格能大于NaF；而KCl和KI中，Cl半徑小于I的半徑，故KCl的晶格能大于KI。,(2)火山噴出巖漿中含有多種硫化物，冷卻時ZnS比Hg

4、S先析出，原因是_。,二者均為離子晶體， ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出,(3)KCl、MgO、CaO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似，KCl、CaO、MgO三種離子晶體熔點從高到低的順序是_。,MgOCaOKCl,返回,答案,一、金屬晶體與離子晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì),重點難點探究,金屬晶體與離子晶體的組成與性質(zhì),(1)離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價鍵，一定不存在分子間作用力。 (2)離子晶體中不存在單個分子。 (3)含有金屬陽離子的晶體可能是金屬晶體，也可能是離子晶體，因此含金屬陽離子的晶體中不一定存在陰離子。,關(guān)鍵提醒,解析答案,例1 下列性質(zhì)適合于離子晶體的是( ) A

5、.熔點1 070 ，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電 B.熔點10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電 C.能溶于CS2，熔點112.8 ，沸點444.6 D.熔點97.81 ，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97 gcm3,解析離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時導(dǎo)電， B項不是離子晶體； CS2是非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”的規(guī)律，C項也不是離子晶體； 由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以D項也不是離子晶體。,A,離子晶體的判斷方法 (1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。 (2)依據(jù)物質(zhì)類別判斷?；顫娊饘傺趸?，強堿和絕大多數(shù)鹽類是離子晶體。 (3)依據(jù)導(dǎo)電性判斷。離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。 (4)依

6、據(jù)熔、沸點和溶解性判斷。離子晶體熔、沸點較高，多數(shù)能溶于水，難溶于有機溶劑。,解題反思,變式訓(xùn)練1 下列說法中正確的是( ) A.固態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是金屬晶體 B.固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體 C.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體 D.固態(tài)不導(dǎo)電而熔融態(tài)能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體,解析答案,解析固態(tài)時能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬晶體，如硅和石墨等不是金屬晶體，A不正確； 固態(tài)不能導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電的晶體不一定是離子晶體，如P2O5等不是離子晶體，B不正確； 金屬熔融狀態(tài)也能導(dǎo)電，C不正確； 離子晶體是陰、陽離子組成的，固態(tài)時陰、陽離子不能自由移動，不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)時電離出自由

7、移動的離子而導(dǎo)電。,答案D,離子晶體在固態(tài)下不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)導(dǎo)電；共價化合物在固態(tài)和熔融狀態(tài)均不導(dǎo)電，故可以通過熔融狀態(tài)能否導(dǎo)電的實驗檢驗?zāi)郴衔锸欠駷殡x子晶體。,解題反思,二、金屬晶體和離子晶體熔、沸點的比較,1.金屬晶體熔、沸點的規(guī)律 (1)金屬的熔、沸點取決于金屬鍵的強弱，一般金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部金屬鍵越強，晶體熔、沸點越高。 (2)金屬晶體的熔點差別較大，如Hg熔點很低，堿金屬熔點較低，鐵等金屬熔點很高。這是由于金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子和自由電子的作用力不同造成的。 (3)同一周期主族金屬單質(zhì)的熔點由左到右升高；同一主族金屬單質(zhì)的熔點自上而下降低。

8、 (4)合金的熔點低于成分金屬的熔點。,2.離子晶體熔、沸點的規(guī)律 一般來說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，晶體熔、沸點越高。,解析答案,例2 根據(jù)表格數(shù)據(jù)回答下列有關(guān)問題： (1)已知NaBr、NaCl、MgO等離子晶體的核間距離和晶格能如下表所示：,NaBr晶體比NaCl晶體晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。 MgO晶體比NaCl晶體晶格能大，主要原因是_。 NaBr、NaCl和MgO晶體中，熔點最高的是_。 (2)NaF的熔點_ 的熔點(填“”、“”或“”)，其原因是_。,解析利用離子晶體中離子的核間距、離子的電荷數(shù)與晶格能的關(guān)系，晶格能越大，離子晶體越

9、穩(wěn)定，熔、沸點越高。,答案(1)小NaBr比NaCl離子的核間距大 氧化鎂晶體中的陰、陽離子的電荷數(shù)絕對值大，并且離子的核間距小 MgO (2)兩者均為離子化合物，且電荷數(shù)均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點較低,方法規(guī)律,離子晶體結(jié)構(gòu)類型相同時，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，晶體熔、沸點越高，硬度越大。,變式訓(xùn)練2 金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小相關(guān)。由此判斷下列說法正確的是() A.金屬鎂的硬度大于金屬鋁 B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs逐漸增大 C.金屬鎂的熔點大于金屬鈉 D.金屬鎂的

10、硬度小于金屬鈣,解析答案,解析鎂離子比鋁離子的半徑大，而所帶的電荷少，所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，熔、沸點和硬度都??；從Li到Cs，離子的半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點和硬度都逐漸減??；金屬鎂比金屬鈉離子的半徑小而所帶電荷多，金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點和硬度都大；鎂比鈣離子的半徑小，金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點和硬度都大。,答案C,三、常見的金屬晶體與離子晶體的結(jié)構(gòu),1.常見金屬晶體的結(jié)構(gòu),2.常見的離子晶體,關(guān)鍵提醒,AB型離子晶體的陰、陽離子的配位數(shù)相等；ABn型A、B離子的配位數(shù)比值為n1。,相關(guān)視頻,例3 回答下列問題： (1)下圖所示是從NaCl或Cs

11、Cl晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是(),A.和 B.和 C.和 D.只有,解析答案,解析根據(jù)NaCl和CsCl兩種典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特點分析圖示。圖中黑球的配位數(shù)為6，圖應(yīng)為簡單立方結(jié)構(gòu)，故和應(yīng)表示NaCl的晶體結(jié)構(gòu)。圖中黑球的配位數(shù)為8，圖為體心立方結(jié)構(gòu)，故和應(yīng)表示CsCl的晶體結(jié)構(gòu)。,答案 C,(2)下圖是CaF2晶體的晶胞示意圖，回答下列問題：,Ca2的配位數(shù)是_，F(xiàn)的配位數(shù)是_。,解析每個Ca2周圍吸引8個F，每個F周圍吸收4個Ca2，所以Ca2的配位數(shù)為8，F(xiàn)的配位數(shù)為4。,8,4,解析答案,該晶胞中含有的Ca2數(shù)目是_，F(xiàn)數(shù)目是_，,解析

12、答案,解析F位于晶胞內(nèi)部，所以每個晶胞中含有F8個。含有Ca2為 8 64個。,4,8,CaF2晶體的密度為a gcm3，則晶胞的體積是_(只要求列出算式)。,解析答案,解題反思,晶胞密度的計算方法 (1)以晶胞為研究對象，運用切割法分析每個晶胞中含有的微粒數(shù)，計算一個晶胞的質(zhì)量m (NA為阿伏加德羅常數(shù)，n為晶胞中所含微粒個數(shù)，M為所含微粒的摩爾質(zhì)量)。 (2)結(jié)合晶胞中的幾何關(guān)系，計算一個晶胞的體積，用mV的關(guān)系計算。,解析答案,變式訓(xùn)練3銅和鋁都具有良好的延展性，與金屬鍵和金屬的堆積方式有關(guān)。 (1)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，銅晶體中每個銅原子周圍距離

13、最近的銅原子數(shù)目為_。,解析銅晶胞為面心立方晶胞，故每個銅原子周圍距離最近的銅原子為4312個。,12,(2)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示Al單質(zhì)的密度_gcm3(不必計算出結(jié)果)。,解析答案,返回,解題反思,正方體晶胞的邊長a與晶胞的面對角線、體對角線的關(guān)系：,1.金屬具有延展性的原因是( ) A.金屬原子半徑都較大，價電子較少 B.密堆積的陽離子容易發(fā)生滑動，但不會破壞密堆積的排列方式和金屬鍵 C.金屬鍵很弱 D.金屬鍵沒有飽和性,B,隨堂達標(biāo)檢測,1,2,3,解析答案,4,5,解析金屬具有延展性是由于密堆積層的陽離子受到外力作用

14、時容易發(fā)生滑動，但不會破壞密堆積的排列方式，也不會破壞金屬鍵。,6,2.下列關(guān)于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的說法中正確的是( ) A.NaCl晶體中，陰、陽離子的配位數(shù)相等 B.NaCl晶體中，每個Na周圍吸引1個Cl C.NaCl晶胞中的質(zhì)點代表一個NaCl D.NaCl晶體中存在單個的NaCl分子,A,解析答案,解析氯化鈉晶體中，每個Na周圍結(jié)合6個Cl，而每個Cl周圍結(jié)合6個Na；NaCl只表示Na和Cl個數(shù)比為11。,1,2,3,4,5,6,3.下列關(guān)于晶格能的敘述中正確的是( ) A.晶格能是氣態(tài)原子形成1 mol離子晶體所釋放的能量 B.晶格能僅與形成晶體的離子半徑有關(guān) C.晶格能是指相鄰的

15、離子間的靜電作用 D.晶格能越大的離子晶體，其熔點越高、硬度越大,D,解析答案,解析晶格能是將1 mol離子晶體中的陰、陽離子完全氣化而遠離所吸收的能量，晶格能與離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子核間距離成反比。晶格能越大，晶體的熔、沸點越高，硬度也越大，所以D項正確。,1,2,3,4,5,6,4.離子晶體一般不具有的特征是() A.熔點較高，硬度較大 B.易溶于水而難溶于有機溶劑 C.固體時不能導(dǎo)電 D.離子間距離較大，其密度較大,D,解析答案,解析離子晶體的結(jié)構(gòu)決定著離子晶體具有一系列特性，這些特性包括A、B、C項所述；離子間的距離取決于離子半徑的大小及晶體的密堆積形式等。,1,2,3

16、,4,5,6,5.科學(xué)家通過X射線探明，KCl、MgO、CaO、NiO、FeO、CaC2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似。 (1)某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示，請改正圖中錯誤：_ _。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析Mg2和O2的半徑是O2Mg2，故空心球應(yīng)為O2，實心球應(yīng)為Mg2；圖中應(yīng)該黑白球交替出現(xiàn)，故8號球應(yīng)為實心球。,空心球應(yīng)為O2，,實心球應(yīng)為Mg2；8號空心球應(yīng)改為實心球,(2)MgO是優(yōu)良的耐高溫材料，MgO的熔點比CaO的高，其原因是_ _。,Mg2半徑比Ca2小，,解析MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg2半徑比Ca2小，MgO晶格能大，熔點高。,解

17、析答案,1,2,3,4,5,6,(3)Ni2和Fe2的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO _ (填“”)FeO，NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為_、_。,MgO的晶格能大,解析NiO晶胞與NaCl晶胞相同，所以Ni和O的配位數(shù)都是6，離子半徑Ni2FeO，所以熔點NiOFeO。,6,6,(4)已知CaO晶體密度為a gcm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為_cm3。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析 CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，所以CaO晶胞中也含有4個鈣離子和4個氧離子，因此CaO晶胞體積為 。,(5)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示， CaC2

18、晶體中含有啞鈴形 的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2周圍距離最近的 數(shù)目為_ 。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析 一個 Ca2吸引6個 ，由于晶胞沿一個方向拉長，1個Ca2周圍距離最近的 為4個。,4,6.回答下列問題： (1)銅的堆積方式屬于A1型緊密堆積，其晶胞示意圖為_(填序號)。晶胞中所含的銅原子數(shù)為_個。,解析答案,1,2,3,4,5,6,金屬銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長為a cm。又知銅的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為_ 。,1,2,3,4,5,6,(2)1 183 K以下純鐵晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖1所示，1 183 K以上轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2所示的基本結(jié)構(gòu)

19、單元，在兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同。,答案,1,2,3,4,5,6,鐵原子的簡化電子排布式為_；鐵晶體中鐵原子以_鍵相互結(jié)合。,Ar3d64s2,金屬,在1 183 K以下的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_；在1 183 K以上的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子數(shù)為_。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析在1 183 K以下的純鐵晶體中，與體心鐵原子等距離且最近的鐵原子是8個頂點的鐵原子；在1 183 K以上的純鐵晶體中，與面心鐵原子等距離且最近的鐵原子有12個。,8,12,純鐵晶體在晶型轉(zhuǎn)變前后，兩者基本結(jié)構(gòu)單元的邊長之比為(1 183 K以下與1 183 K以上之比)_。轉(zhuǎn)變溫度前后兩者的密度之比為(1 183 K以下與1 183 K以上之比)_。,解析答案,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,(3)鋁單質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，原子之間相對位置關(guān)系的平面圖如圖乙所示。,解析答案,1,2,3,4,5,6,若已知鋁原子半徑為d，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，相對原子質(zhì)量為M， 請回答： 晶胞中Al原子的配位數(shù)為_，一個晶胞中Al原子的數(shù)目為_。 該晶體的密度可表示為_。,返回,返回,1,2,3,4,5,6,