第三章第三节 金属晶体与离子晶体 (第1课时 ) 课件 (共35张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
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| 名称 | 第三章第三节 金属晶体与离子晶体 (第1课时 ) 课件 (共35张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-28 09:11:28 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
（第1课时）
河北冀州中学高二化学组
1.能辨识常见的金属晶体，能从微观的角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用力，并解释金属的物理性质
2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体的差异
3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质
生活中的金属
具有金属光泽
导电性
导热性
延展性等
金属有哪些物理性质
为什么？
一.金属晶体
（1）典型的的金属晶体
金属（除汞外）在常温下都是晶体（灰锡、锗除外），称其为金属晶体。
金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。
（2）金属晶体中的粒子及粒子间的相互作用：
金属阳离子和电子
金属键
构成微粒
金属晶体
微粒间的作用力
1.金属键：
金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键。
（1）成键微粒：金属阳离子、自由电子
（2）成键条件：金属单质或合金。
（3）成键本质：用电子气理论解释
一.金属晶体
电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
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。
③金属键既没有方向性，也没有饱和性，是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用。
②金属键的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
④金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”。
一.金属晶体
（4）金属键的特征：
熔点较低，硬度较小
钨是熔点最高的金属
铬是硬度最大的金属
形成的金属键强弱不同！
【思考讨论】下列金属性质出现的原因？
（5）金属键的影响因素
离子半径
价电子数
金属键
金属的物理性质
决定
延展性
导电性
导热性
金属光泽
......
熔沸点
离子半径越小，价电子数越多，
金属键越强。
金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大
一.金属晶体
解释Na、Mg、Al的熔点依次升高、硬度依次增大的原因并解释原因？
（1）金属或合金的延展性很好：
外力
在金属离子间的电子可以起到类似轴承中滚珠的润滑剂作用。
当金属晶体受外力作用时，晶体中各原子层就会发生相对滑动。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
（2）金属或合金的导热性很好：
当金属晶体的某一端在受热时，其附近内部的自由电子做剧烈的无序运动，从而与金属阳离子发生碰撞。在碰撞过程中，引起两者能量上的交换，能量高的自由电子将自己的能量传递给金属阳离子。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
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。
外加电场
（3）金属或合金常温下能导电：
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
（4）金属大都有特殊的金属光泽：
由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
1.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( )
×
×
×
×
√
×
√
【课堂练习】
2.下列关于金属及金属键的说法正确的是( )
A.金属键具有方向性和饱和性
B.金属键是金属阳离子与自由电子之间的相互作用
C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
B
【课堂练习】
3.金属晶体的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是( )
A.易导电 B.易导热
C.有延展性 D.易锈蚀
D
【课堂练习】
胆矾
萤石
重晶石
烧碱
CuSO4·5H2O
CaF2
BaSO4
NaOH
【情景导入】
思考分析：上述物质类型，构成粒子分别是什么？
1.离子晶体
由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体。
2.离子晶体中的粒子及粒子间的相互作用：
阳离子和阴离子
离子键
构成微粒
离子晶体
微粒间的作用力
二、离子晶体
3.离子键
阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。
特征：离子键没有方向性和饱和性。
影响因素：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。
二、离子晶体
静电引力和斥力
晶体 离子间距/pm 电荷数 熔点/℃
NaCl 276 1 801
NaBr 290 1 750
MgO 205 2 2800
CaO 239 2 2576
对比观察
①揉捏食盐晶体，你的感受？
②盐焗时，发现食盐都未熔融，说明了什么？
【实践活动】
【归纳】4.离子晶体的性质
熔沸点较高，难挥发，
硬度较大，难压缩，
水溶液或者熔融状态下导电。
离子晶体的熔点是否都较高？分析下表中的数据，能得出什么结论？
【对比分析】
离子晶体的熔点差异也较大，与离子键强弱有关
实际上，大量离子晶体中的阴离子或阳离子不是单原子离子。
化合物 熔点/℃
NH4NO3 169.6
Ca(H2PO4)2 109
CH3COOCs 194
C2H5NH3NO3 12
有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。
CuSO4 · 5H2O
离子液体:熔点低、稳定性强、是优良的绿色溶剂等优点
KAl (SO4 )2· 12H2O
有的还存在电中性分子( H2O、NH3等)。例如硫酸铜晶体、明矾中还存在共价键、氢键等。
【知识拓展】课本87-88页
硝酸乙基铵
NaCl的晶胞示意图
CsCl的晶胞示意图
CaF2的晶胞示意图
5．常见离子晶体的结构类型
NaCl晶体结构模型
（1）NaCl晶体
1.根据小球大小判断哪种代表Na+,Cl-
2. 在NaCl晶体的一个晶胞中，Cl-的个数等于 ，Na+的个数等于 。
3. Na+ 数目与Cl-数目之比为 。
4
4
1:1
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
4、与Na+ 等距离且最近的Cl- 有：
与Cl- 等距离且最近的Na+ 有：
6个
6个
它们所围成的空间几何构型是___。
6.与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有 个；距离是 。（晶胞边长为a）
正八面体
12
4.每个Cs+周围吸引着几个Cl- 每个Cl-周围吸引着几个Cs+
5、这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 ；
6、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+ 有 个.
氯化铯晶体结构
1.根据小球大小判断哪种代表Cs+ ,Cl-
2. 在CsCl晶体的一个晶胞中，Cl-的
个数等于 ， Cs+的个数等于 。
3. Cs+数目与Cl-数目之比为 。
1
1
1:1
立方体
6
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
8
（2）CsCl晶体
①1个CaF2晶胞中含 个Ca2+和 个F-。
②每个Ca2+周围最近且等距离的F-有 个，每个F-周围最近且等距离的Ca2+有 个；Ca2+和F-的配位数分别为 、 。
③在每个Ca2+周围最近且等距离的Ca2+有 个，在每个F-周围最近等距离的F-有 个。
4
8
8
4
8
4
12
6
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
（3）CaF2晶体
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
存在微粒
微粒间作用
主要性质
实例
晶体小结：阅读同步训练57页
阴阳离子 金属离子、自由电子 原子 分子
离子键 金属键 共价键 分子间作用力
硬而脆，易溶于极性溶剂，熔化时能够导电，溶沸点高 金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低 质地硬，不溶于大多数溶剂，导电性差，熔沸点很高 硬度小，水溶液能够导电，溶沸点低
食盐晶体 镁、铝 金刚石 NH3、HCl
离子晶体的判断方法：
(1)依据构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、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水，难溶于有机溶剂。
5、离子晶体的判断方法 【归纳总结】
【归纳总结】
①不同类晶体熔、沸点比较思路：
首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。
6、比较晶体熔、沸点的基本思路
②同类晶体熔、沸点比较思路：
共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；
分子晶体→分子间作用力→氢键及相对分子质量；
离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷、金属阳离子半径。
【归纳总结】
1．下列实验事实中不能确定该物质一定是离子晶体的有哪些？说明理由。
(1)晶体熔点达2 500 ℃
(2)晶体不导电，溶于水导电
(3)晶体不导电，熔融能导电
【课堂练习】
2.下列说法错误的是( )
A.离子晶体在熔化状态下能导电
B.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
C.共价晶体中一定有非极性共价键
D.分子晶体中不一定含有共价键
C
【课堂练习】
3．下列关于离子晶体的性质的叙述正确的是( )
A．熔、沸点较高，难挥发
B．硬度很小，容易变形
C．都能溶于有机溶剂而难溶于水
D．密度很小
A
【课堂练习】
4．下列关于CaF2的表述正确的是( )
A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－的离子半径，则CaF2的熔点低于CaCl2的熔点
C．阴、阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
化学
【课堂练习】
D
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
（第1课时）
河北冀州中学高二化学组
1.能辨识常见的金属晶体，能从微观的角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用力，并解释金属的物理性质
2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体的差异
3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质
生活中的金属
具有金属光泽
导电性
导热性
延展性等
金属有哪些物理性质
为什么？
一.金属晶体
（1）典型的的金属晶体
金属（除汞外）在常温下都是晶体（灰锡、锗除外），称其为金属晶体。
金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。
（2）金属晶体中的粒子及粒子间的相互作用：
金属阳离子和电子
金属键
构成微粒
金属晶体
微粒间的作用力
1.金属键：
金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键。
（1）成键微粒：金属阳离子、自由电子
（2）成键条件：金属单质或合金。
（3）成键本质：用电子气理论解释
一.金属晶体
电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
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。
③金属键既没有方向性，也没有饱和性，是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用。
②金属键的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
④金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”。
一.金属晶体
（4）金属键的特征：
熔点较低，硬度较小
钨是熔点最高的金属
铬是硬度最大的金属
形成的金属键强弱不同！
【思考讨论】下列金属性质出现的原因？
（5）金属键的影响因素
离子半径
价电子数
金属键
金属的物理性质
决定
延展性
导电性
导热性
金属光泽
......
熔沸点
离子半径越小，价电子数越多，
金属键越强。
金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大
一.金属晶体
解释Na、Mg、Al的熔点依次升高、硬度依次增大的原因并解释原因？
（1）金属或合金的延展性很好：
外力
在金属离子间的电子可以起到类似轴承中滚珠的润滑剂作用。
当金属晶体受外力作用时，晶体中各原子层就会发生相对滑动。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
（2）金属或合金的导热性很好：
当金属晶体的某一端在受热时，其附近内部的自由电子做剧烈的无序运动，从而与金属阳离子发生碰撞。在碰撞过程中，引起两者能量上的交换，能量高的自由电子将自己的能量传递给金属阳离子。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
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。
外加电场
（3）金属或合金常温下能导电：
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
（4）金属大都有特殊的金属光泽：
由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。
2、“电子气理论”解释金属的其他物理性质
1.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( )
×
×
×
×
√
×
√
【课堂练习】
2.下列关于金属及金属键的说法正确的是( )
A.金属键具有方向性和饱和性
B.金属键是金属阳离子与自由电子之间的相互作用
C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
B
【课堂练习】
3.金属晶体的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是( )
A.易导电 B.易导热
C.有延展性 D.易锈蚀
D
【课堂练习】
胆矾
萤石
重晶石
烧碱
CuSO4·5H2O
CaF2
BaSO4
NaOH
【情景导入】
思考分析：上述物质类型，构成粒子分别是什么？
1.离子晶体
由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体。
2.离子晶体中的粒子及粒子间的相互作用：
阳离子和阴离子
离子键
构成微粒
离子晶体
微粒间的作用力
二、离子晶体
3.离子键
阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。
特征：离子键没有方向性和饱和性。
影响因素：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。
二、离子晶体
静电引力和斥力
晶体 离子间距/pm 电荷数 熔点/℃
NaCl 276 1 801
NaBr 290 1 750
MgO 205 2 2800
CaO 239 2 2576
对比观察
①揉捏食盐晶体，你的感受？
②盐焗时，发现食盐都未熔融，说明了什么？
【实践活动】
【归纳】4.离子晶体的性质
熔沸点较高，难挥发，
硬度较大，难压缩，
水溶液或者熔融状态下导电。
离子晶体的熔点是否都较高？分析下表中的数据，能得出什么结论？
【对比分析】
离子晶体的熔点差异也较大，与离子键强弱有关
实际上，大量离子晶体中的阴离子或阳离子不是单原子离子。
化合物 熔点/℃
NH4NO3 169.6
Ca(H2PO4)2 109
CH3COOCs 194
C2H5NH3NO3 12
有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。
CuSO4 · 5H2O
离子液体:熔点低、稳定性强、是优良的绿色溶剂等优点
KAl (SO4 )2· 12H2O
有的还存在电中性分子( H2O、NH3等)。例如硫酸铜晶体、明矾中还存在共价键、氢键等。
【知识拓展】课本87-88页
硝酸乙基铵
NaCl的晶胞示意图
CsCl的晶胞示意图
CaF2的晶胞示意图
5．常见离子晶体的结构类型
NaCl晶体结构模型
（1）NaCl晶体
1.根据小球大小判断哪种代表Na+,Cl-
2. 在NaCl晶体的一个晶胞中，Cl-的个数等于 ，Na+的个数等于 。
3. Na+ 数目与Cl-数目之比为 。
4
4
1:1
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
4、与Na+ 等距离且最近的Cl- 有：
与Cl- 等距离且最近的Na+ 有：
6个
6个
它们所围成的空间几何构型是___。
6.与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有 个；距离是 。（晶胞边长为a）
正八面体
12
4.每个Cs+周围吸引着几个Cl- 每个Cl-周围吸引着几个Cs+
5、这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 ；
6、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+ 有 个.
氯化铯晶体结构
1.根据小球大小判断哪种代表Cs+ ,Cl-
2. 在CsCl晶体的一个晶胞中，Cl-的
个数等于 ， Cs+的个数等于 。
3. Cs+数目与Cl-数目之比为 。
1
1
1:1
立方体
6
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
8
（2）CsCl晶体
①1个CaF2晶胞中含 个Ca2+和 个F-。
②每个Ca2+周围最近且等距离的F-有 个，每个F-周围最近且等距离的Ca2+有 个；Ca2+和F-的配位数分别为 、 。
③在每个Ca2+周围最近且等距离的Ca2+有 个，在每个F-周围最近等距离的F-有 个。
4
8
8
4
8
4
12
6
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
（3）CaF2晶体
5.常见的几种离子晶体
二、离子晶体
离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
存在微粒
微粒间作用
主要性质
实例
晶体小结：阅读同步训练57页
阴阳离子 金属离子、自由电子 原子 分子
离子键 金属键 共价键 分子间作用力
硬而脆，易溶于极性溶剂，熔化时能够导电，溶沸点高 金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低 质地硬，不溶于大多数溶剂，导电性差，熔沸点很高 硬度小，水溶液能够导电，溶沸点低
食盐晶体 镁、铝 金刚石 NH3、HCl
离子晶体的判断方法：
(1)依据构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、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水，难溶于有机溶剂。
5、离子晶体的判断方法 【归纳总结】
【归纳总结】
①不同类晶体熔、沸点比较思路：
首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。
6、比较晶体熔、沸点的基本思路
②同类晶体熔、沸点比较思路：
共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；
分子晶体→分子间作用力→氢键及相对分子质量；
离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷、金属阳离子半径。
【归纳总结】
1．下列实验事实中不能确定该物质一定是离子晶体的有哪些？说明理由。
(1)晶体熔点达2 500 ℃
(2)晶体不导电，溶于水导电
(3)晶体不导电，熔融能导电
【课堂练习】
2.下列说法错误的是( )
A.离子晶体在熔化状态下能导电
B.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
C.共价晶体中一定有非极性共价键
D.分子晶体中不一定含有共价键
C
【课堂练习】
3．下列关于离子晶体的性质的叙述正确的是( )
A．熔、沸点较高，难挥发
B．硬度很小，容易变形
C．都能溶于有机溶剂而难溶于水
D．密度很小
A
【课堂练习】
4．下列关于CaF2的表述正确的是( )
A．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
B．F－的离子半径小于Cl－的离子半径，则CaF2的熔点低于CaCl2的熔点
C．阴、阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同
D．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
化学
【课堂练习】
D