新授课
第三章 晶体结构与性质
第7课时 离子晶体 过渡晶体 混合型晶体
【学习目标】
1.认识离子晶体的结构特点，能用有关理论解释离子晶体的物理性质。 2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
【学习活动】
学习任务
目标一：认识离子晶体的结构特点，能用有关理论解释离子晶体的物理性质。 任务1：阅读教材p87内容，完成下列问题。 1.含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗 离子晶体中一定含有金属元素吗 由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗 2.离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗 3.如何比较MgO、NaCl的熔、沸点高低 4.离子晶体中可以有分子存在吗 离子晶体中除含有离子键外,是否还可能含有共价键、氢键 任务2： 1.NaCl、CsCl晶体晶胞结构如下图所示： （1）每个NaCl的晶胞中含各离子多少个？与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有多少个？每个Cl－周围的最近的Na＋多少个，它们构成什么图形？若晶胞参数为a pm,则氯化钠晶体的密度是多少？ （2）每个CsCl的晶胞中含各离子多少个？每个Cs＋与多少个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与多少个Cl－等距离相邻？若晶胞边长为a pm,则氯化铯晶体的密度是多少？ 2.超氧化钾又称为“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下救急。它能够和人呼出的二氧化碳接触产生氧气，此反应的化学方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。 （1）判断超氧化钾的晶体类型是什么？ （2）在该晶体的晶胞中含有K＋和O的个数是多少？晶胞中与每个K＋距离最近的O有几个？ （3）超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？
目标二：知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 任务1：阅读教材p89内容，完成下列问题。 氧化物的化学键中离子键成分的百分数如表格： 氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133
1.根据表中数据你有什么发现？ 2.分析第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数的变化趋势并解释其原因。进一步描述第三周期主族元素的氧化物的晶体类型的变化趋势。 任务2：阅读教材p90内容，完成下列问题。 石墨的结构模型: 1.碳元素形成的单质种类繁多,如金刚石、C60、C70、C76、石墨等,根据学过的知识,思考它们分别属于哪种晶体类型 2.石墨具有质软的性质,可以制作铅笔芯,如何解释 3.同样是由碳原子构成的石墨的熔点为什么比金刚石还高 4.石墨结构中平均每个正六边形占有的C原子数和C—C键数各是多少 5.试解释为什么石墨晶体能导电？为什么石墨是混合型晶体？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第三章 晶体结构与性质
第7课时 离子晶体 过渡晶体 混合型晶体
【学习目标】
1.认识离子晶体的结构特点，能用有关理论解释离子晶体的物理性质。 2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
【学习活动】
学习任务
目标一：认识离子晶体的结构特点，能用有关理论解释离子晶体的物理性质。 任务1：阅读教材p87内容，完成下列问题。 1.含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗 离子晶体中一定含有金属元素吗 由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗 参考答案：不一定,也可能是金属晶体。 不一定,如NH4Cl、NH4NO3等铵盐是离子晶体。不一定,如AlCl3是分子晶体。 2.离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗 参考答案：不一定,如MgO是离子晶体,SiO2是共价晶体,MgO的熔点高于SiO2的熔点。 3.如何比较MgO、NaCl的熔、沸点高低 参考答案：一般构成离子晶体的阴、阳离子半径越小,含有的电荷越多,其离子键越强,晶体熔、沸点越高,硬度越大。 4.离子晶体中可以有分子存在吗 离子晶体中除含有离子键外,是否还可能含有共价键、氢键 参考答案：离子晶体是由阴、阳离子通过离子键按一定的方式排列组合而成,阴、阳离子是其构成的基本微粒,但是对于一些带结晶水的离子晶体如CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O 等同时还存在小分子。离子晶体中一定有离子键,还有可能含有共价键、氢键、配位键。 任务2： 1.NaCl、CsCl晶体晶胞结构如下图所示： （1）每个NaCl的晶胞中含各离子多少个？与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有多少个？每个Cl－周围的最近的Na＋多少个，它们构成什么图形？若晶胞参数为a pm,则氯化钠晶体的密度是多少？ 参考答案：每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－，与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个，每个Cl－周围的最近的Na＋6个，构成正八面体图形。若晶胞参数为a pm,则氯化钠晶体的密度为 g·cm-3。 （2）每个CsCl的晶胞中含各离子多少个？每个Cs＋与多少个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与多少个Cl－等距离相邻？若晶胞边长为a pm,则氯化铯晶体的密度是多少？ 参考答案：每个晶胞中有1个Cs＋和1个Cl－，每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻。若晶胞边长为a pm,则氯化铯晶体的密度为 g·cm-3。 2.超氧化钾又称为“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下救急。它能够和人呼出的二氧化碳接触产生氧气，此反应的化学方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。 （1）判断超氧化钾的晶体类型是什么？ 参考答案：离子晶体。 （2）在该晶体的晶胞中含有K＋和O的个数是多少？晶胞中与每个K＋距离最近的O有几个？ 参考答案：作为面心立方晶胞，每个晶胞中含有4(即8×＋×6)个K＋，4(即1＋×12)个O，晶胞中与每个K＋距离最近的O有6个。 （3）超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？ 参考答案：超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为O、K＋，晶体中K＋与O以离子键相结合，O中O—O为共价键。
目标二：知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 任务1：阅读教材p89内容，完成下列问题。 氧化物的化学键中离子键成分的百分数如表格： 氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133
1.根据表中数据你有什么发现？ 参考答案：从上表可知,表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 2.分析第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数的变化趋势并解释其原因。进一步描述第三周期主族元素的氧化物的晶体类型的变化趋势。 参考答案:Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5的离子键的百分数呈逐渐减小的趋势，原因是第三周期元素从左到右，电负性逐渐增强，与氧元素的电负性的差值逐渐减小。第三周期主族元素的氧化物的晶体的变化趋势为离子晶体→共价晶体→分子晶体。 任务2：阅读教材p90内容，完成下列问题。 石墨的结构模型: 1.碳元素形成的单质种类繁多,如金刚石、C60、C70、C76、石墨等,根据学过的知识,思考它们分别属于哪种晶体类型 参考答案:金刚石属于共价晶体,C60、C70、C76属于分子晶体,石墨属于混合型晶体。 2.石墨具有质软的性质,可以制作铅笔芯,如何解释 参考答案:石墨是层状结构,层与层之间相隔较远,只存在范德华力,作用相对较弱,所以表现为质软、易滑动。 3.同样是由碳原子构成的石墨的熔点为什么比金刚石还高 参考答案:石墨中,同一层内碳原子之间以共价键结合,每一个碳原子与周围三个碳原子形成3个共价键,并且在层内形成大π键,使原子之间离得更近,键长变短,键能增大,所以熔点较高。 4.石墨结构中平均每个正六边形占有的C原子数和C—C键数各是多少 参考答案:石墨层状结构中每个C原子为3个正六边形共有,即对每个六边形贡献个C原子,所以每个正六边形占有的C原子数目为×6=2个。每个C—C键为2个正六边形所共用,所以平均每个正六边形拥有3个C—C键。 5.试解释为什么石墨晶体能导电？为什么石墨是混合型晶体？ 参考答案:石墨晶体中的碳原子采用sp2杂化，每个碳原子都有1个处于未参与杂化的2p轨道上，它的原子轨道垂直于碳原子平面(如图3所示)，,能形成遍及整个平面的大π键,这些电子在整个碳原子平面上运动，相当于金属晶体中的自由电子，故石墨晶体能导电。 石墨晶体中层内碳原子间以共价键形成平面结构，类似共价晶体，石墨晶体中所有p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道上的电子可以在整个碳原子平面上运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性，石墨晶体中层与层之间以范德华力相结合，类似分子晶体，因此石墨属于混合型晶体。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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