高中化學(xué) 第3章 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體課件 魯科版選修3

第第3 3章章第第2 2節(jié)節(jié)晨背晨背關(guān)鍵語句關(guān)鍵語句理解教理解教材新知材新知應(yīng)用創(chuàng)應(yīng)用創(chuàng)新演練新演練把握熱把握熱點(diǎn)考向點(diǎn)考向知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)二考向一考向一考向二考向二隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練課時(shí)跟蹤訓(xùn)練考考向三向三 1金屬晶體是金屬原子通過金屬鍵形成的晶體，組成微金屬晶體是金屬原子通過金屬鍵形成的晶體，組成微粒是金屬陽離子和自由電子。粒是金屬陽離子和自由電子。 2金屬晶體有金屬晶體有3種常見結(jié)構(gòu)型式：種常見結(jié)構(gòu)型式：A1、A2、A3，配位數(shù)分，配位數(shù)分別為別為12、8、12。 3常見的常見的AB型離子晶體有型離子晶體有NaCl型、型、CsCl型、型、ZnS型，型，配位數(shù)分別為配位數(shù)分別為6、8、4。 4離子晶體中陰、陽離子所帶電荷越多，離子半徑越小，離子晶體中陰、陽離子所帶電荷越多，離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大。晶格能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大。 1.概念概念 通過通過 形成的晶體。形成的晶體。 2結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式 (1)面心立方最密堆積面心立方最密堆積(A1型型)：常見的：常見的A1型最密堆積有型最密堆積有 等金屬，配位數(shù)為等金屬，配位數(shù)為12。 (2)體心立方密堆積體心立方密堆積(A2型型)：常見的：常見的A2型密堆積有型密堆積有 等金屬，配位數(shù)為等金屬，配位數(shù)為8。 (3)六方最密堆積六方最密堆積(A3型型)：常見的：常見的A3型最密堆積有型最密堆積有 等金屬，配位數(shù)為等金屬，配位數(shù)為12。金屬晶體金屬晶體金屬原子金屬原子金屬鍵金屬鍵Ca、Al、Cu、Ag、AuLi、Na、K、Ba、WMg、Zn 3物理性質(zhì)物理性質(zhì) 金屬晶體一般具有熔、沸點(diǎn)金屬晶體一般具有熔、沸點(diǎn) ，硬度，硬度 ，良好的，良好的 、 和和 等物理性質(zhì)。等物理性質(zhì)。高高較大較大導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性延展性延展性1金屬鉀晶體為體心立方結(jié)構(gòu)，則在單位晶胞中鉀原子的金屬鉀晶體為體心立方結(jié)構(gòu)，則在單位晶胞中鉀原子的個(gè)數(shù)是個(gè)數(shù)是_。答案：答案：2 1.概念概念 陰、陽離子通過陰、陽離子通過 結(jié)合成的有規(guī)律的結(jié)合成的有規(guī)律的 的的晶體。晶體。 2存在存在 在常溫下都可以以離子晶體的形式存在。在常溫下都可以以離子晶體的形式存在。 3結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型 常見的常見的AB型離子晶體有型離子晶體有 型、型、 型、型、 型等。型等。 (1)NaCl型：型：Na和和Cl的配位數(shù)都是的配位數(shù)都是 ，一個(gè)晶胞實(shí)際擁，一個(gè)晶胞實(shí)際擁有有Na 個(gè)、個(gè)、Cl 個(gè)，在離子晶體中，不存在個(gè)，在離子晶體中，不存在“NaCl”分子。分子。離子晶體離子晶體空間排列空間排列離子鍵離子鍵ZnSCsCl離子化合物離子化合物NaCl464 (2)CsCl型：型：Cs和和Cl的配位數(shù)都是的配位數(shù)都是 ，一個(gè)晶胞實(shí)，一個(gè)晶胞實(shí)際擁有際擁有Cs 個(gè)、個(gè)、Cl 個(gè)。個(gè)。 (3)ZnS型：型：Zn2和和S2的配位數(shù)都是的配位數(shù)都是 ，一個(gè)晶胞實(shí)，一個(gè)晶胞實(shí)際擁有際擁有Zn2 個(gè)、個(gè)、S2 個(gè)。個(gè)。 4晶格能晶格能 (1)概念：概念： 晶格能是指將晶格能是指將1 mol 中的陰、陽離子完全中的陰、陽離子完全 而遠(yuǎn)離所而遠(yuǎn)離所 的能量。的能量。 (2)意義：意義： 衡量離子鍵的衡量離子鍵的 。晶格能越大，表示離子鍵。晶格能越大，表示離子鍵 ，離子晶體越離子晶體越 。氣化氣化81離子化合物離子化合物吸收吸收1444強(qiáng)弱強(qiáng)弱越強(qiáng)越強(qiáng)穩(wěn)定穩(wěn)定 5離子晶體的特征離子晶體的特征 (1)熔、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn) ，而且隨著，而且隨著 的增加、的增加、 的縮短，晶格能的縮短，晶格能 ，熔點(diǎn)，熔點(diǎn) 。 (2)一般一般 溶于水，難溶于非極性溶劑。溶于水，難溶于非極性溶劑。 (3) 時(shí)不導(dǎo)電，時(shí)不導(dǎo)電， 狀態(tài)或在狀態(tài)或在 中能導(dǎo)電。中能導(dǎo)電。結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式乘積乘積距離距離離子電荷離子電荷較高較高離離升高升高核間距核間距固態(tài)固態(tài)易易熔融熔融水溶液水溶液增大增大2離子晶體不可能具有的性質(zhì)是離子晶體不可能具有的性質(zhì)是 ()A較高的熔、沸點(diǎn)較高的熔、沸點(diǎn)B良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電性C溶于極性溶劑溶于極性溶劑 D堅(jiān)硬而易粉碎堅(jiān)硬而易粉碎解析：解析：離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體，離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體，晶體中離子不能自由移動，因此不能導(dǎo)電。晶體中離子不能自由移動，因此不能導(dǎo)電。答案：答案：B.金屬晶體與性質(zhì)金屬晶體與性質(zhì) 例例1下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是() A常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在 B金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在一定外力金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失作用下，不因形變而消失 C鈣的熔、沸點(diǎn)低于鉀鈣的熔、沸點(diǎn)低于鉀 D溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好 解析解析A：Hg在常溫下為液態(tài)；在常溫下為液態(tài)；D：金屬的導(dǎo)電性隨：金屬的導(dǎo)電性隨溫度升高而降低；溫度升高而降低；C：r(Ca)K，所以金，所以金屬鍵屬鍵CaK，故熔、沸點(diǎn)，故熔、沸點(diǎn)CaK。 答案答案B 金屬鍵是一種強(qiáng)的作用，但金屬晶體的硬金屬鍵是一種強(qiáng)的作用，但金屬晶體的硬度、熔點(diǎn)相差很大，如金屬鎢的硬度很大，熔點(diǎn)很高，達(dá)度、熔點(diǎn)相差很大，如金屬鎢的硬度很大，熔點(diǎn)很高，達(dá)3 410，而汞常溫下為液體，熔點(diǎn)很低，只有，而汞常溫下為液體，熔點(diǎn)很低，只有38.9。 (1)固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體嗎？嗎？(2)金屬的延展性與金屬鍵有金屬的延展性與金屬鍵有什么關(guān)系？什么關(guān)系？答案：答案：(1)不一定。如不一定。如石墨在固態(tài)時(shí)也導(dǎo)電，石墨在固態(tài)時(shí)也導(dǎo)電，但不是金屬。但不是金屬。(2)金屬晶體由金屬原子堆金屬晶體由金屬原子堆積而成，當(dāng)金屬受外力時(shí)，層與之間可積而成，當(dāng)金屬受外力時(shí)，層與之間可以發(fā)生相對滑動，但金屬鍵仍然存在，以發(fā)生相對滑動，但金屬鍵仍然存在，所以金屬不會斷裂，故金屬有良好的延所以金屬不會斷裂，故金屬有良好的延展性。展性。離子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系離子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 例例2 以下為部分離子晶體的晶格能與晶體的物理性質(zhì)，以下為部分離子晶體的晶格能與晶體的物理性質(zhì)，試回答：離子晶體的結(jié)構(gòu)決定了晶體的哪些性質(zhì)？試回答：離子晶體的結(jié)構(gòu)決定了晶體的哪些性質(zhì)？NaCl型晶體型晶體 離子電荷離子電荷核間距核間距/pm晶格能晶格能/kJmol1熔點(diǎn)熔點(diǎn)/K硬度硬度(摩摩氏標(biāo)準(zhǔn)氏標(biāo)準(zhǔn))NaI13186869332.5NaBr12947321 0132.5NaCl12797861 0742.5NaF12318911 2613.2BaO22773 0412 1963.3SrO22573 2042 7033.5CaO22403 4762 8434.5MgO22103 9163 0736.5BeO21652 8339.0 解析解析離子晶體中陰、陽離子所帶的電荷以及離子半離子晶體中陰、陽離子所帶的電荷以及離子半徑的大小影響晶格能的大小，從而影響了晶體的熔點(diǎn)和硬度。徑的大小影響晶格能的大小，從而影響了晶體的熔點(diǎn)和硬度。 答案答案離子晶體中的陰、陽離子所帶電荷越多，離子離子晶體中的陰、陽離子所帶電荷越多，離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大。半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大。 離子晶體區(qū)別于其他晶體的突出特點(diǎn)是：離子晶體區(qū)別于其他晶體的突出特點(diǎn)是：晶體固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電但熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。而金屬晶體無論晶體固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電但熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。而金屬晶體無論在固態(tài)還是熔融狀態(tài)都可以導(dǎo)電，分子晶體與原子晶體無在固態(tài)還是熔融狀態(tài)都可以導(dǎo)電，分子晶體與原子晶體無論在固態(tài)還是熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電。論在固態(tài)還是熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電。1下列關(guān)于離子晶體性質(zhì)的敘述中不正確的是下列關(guān)于離子晶體性質(zhì)的敘述中不正確的是 ()A離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)B離子晶體具有較大的硬度離子晶體具有較大的硬度C離子晶體在熔化狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電離子晶體在熔化狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電D離子晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比為離子晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1 1解析：解析：離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)和較大的硬度，熔融離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn)和較大的硬度，熔融狀態(tài)下存在自由移動的離子能導(dǎo)電。離子晶體中陰、陽離狀態(tài)下存在自由移動的離子能導(dǎo)電。離子晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比則各不相同，如氯化鈉晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比子個(gè)數(shù)比則各不相同，如氯化鈉晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比為為1 1，氯化鎂晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比，氯化鎂晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比2 1。答案：答案：D. .金屬晶體、離子晶體的有關(guān)計(jì)算金屬晶體、離子晶體的有關(guān)計(jì)算 例例3金屬鈉晶體的晶胞為體心立方晶金屬鈉晶體的晶胞為體心立方晶胞胞(如圖如圖)，實(shí)驗(yàn)測得鈉的密度為，實(shí)驗(yàn)測得鈉的密度為(gcm3)。已知鈉的相對原子質(zhì)量為已知鈉的相對原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)，阿伏加德羅常數(shù)為為NA(mol1)，假定金屬鈉原子為等徑的剛性，假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個(gè)球彼此兩兩相切。則鈉原子的半球且處于體對角線上的三個(gè)球彼此兩兩相切。則鈉原子的半徑徑r(cm)為為 ()答案答案 C答案：答案： BD