(共13张PPT)
第 章 不同聚集状态的物质与性质
3
1.进一步熟悉金属晶体的概念和特征，能用金属键理论解释金属晶体的物理性质。
2.知道金属晶体中晶胞的堆积方式。
3.学会关于金属晶体典型计算题目的分析方法。
4.理解离子键、离子晶体的概念，知道离子晶体类型与其性质的联系。
5.认识晶格能的概念和意义，能根据晶格能的大小，分析晶体的性质。
学习目标
一、金属晶体
二、离子晶体
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
1.金属晶体的概念和结构
(1)概念：金属原子通过________形成的晶体称为金属晶体。
(2)金属键可看作____________和______________之间的强的相互作用，“自由电子”为整个______所共有，金属键没有________和________，因此金属晶体可以看作__________的堆积。
金属键
金属阳离子
“自由电子”
金属
饱和性
方向性
等径圆球
2.常见金属晶体的结构
3.金属晶体熔、沸点变化规律
(1)同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷数决定，阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键就越____，晶体熔点就越____。例如熔点：Li____Na____K____Rb____Cs，Na____Mg____Al。
(2)金属晶体的熔点差别较大，如Hg熔点很低，碱金属熔点较低，铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体密堆积方式、金属阳离子和“自由电子”的作用力不同造成的。
强
高
＞
＞
＞
＞
＜
＜
(3)一般来说，同一周期主族金属单质的熔点由左到右逐渐______，同一主族金属单质的熔点自上而下逐渐______。
(4)合金的熔点一般______其成分金属的熔点。
升高
降低
低于
4.金属物理通性的解释
1.金属的下列性质中和金属晶体无关的是( )
A.良好的导电性 B.反应中易失电子
C.良好的延展性 D.良好的导热性
解析 A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的。金属易失电子是由金属原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。
B
2.下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是( )
A.Mg>Al>Ca B.Al>Na>Li
C.Al>Mg>Ca D.Mg>Ba>Al
解析 电荷数Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋，金属阳离子半径：r(Ba2＋)>r(Ca2＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)>r(Li＋)，则C正确，A错误；B中Li＞Na，D中Al＞Mg＞Ba。
C
3.金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及半径大小相关。由此判断下列说法正确的是( )
A.金属镁的硬度大于金属铝
B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐升高
C.金属镁的熔点高于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
C
解析 镁离子比铝离子的半径大，而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点低和硬度小；从Li到Cs，离子的半径逐渐增大，离子所带电荷数相等，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐降低；镁离子比钠离子的半径小而所带电荷多，金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点高，硬度也大于金属钠；镁离子比钙离子的半径小，而所带电荷数相等，金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点高，硬度也大于金属钙。
【题后归纳】 金属结构与金属性质的关系
金属的导电性、导热性与“自由电子”的运动有关，金属具有金属光泽与“自由电子”有关；金属的延展性与金属键有关，金属的熔点和硬度与金属键的强弱有关。选修2第3章第2节金属晶体离子晶体第1课时教学设计
教学目标：
理解金属晶体的基本结构特征，包括金属原子排列的紧密堆积模型和金属键的概念。
掌握金属晶体的物理性质及其与结构的关系。
能够运用所学知识解释金属的一些特殊性质，如导电性、导热性和延展性。
培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力，以及对物质结构与性质关系的探究兴趣。
教学重点：
金属晶体的结构模型（如面心立方、体心立方等）
金属键的形成与特性
金属的物理性质及其解释
教学难点：
金属晶体中原子排列的紧密堆积原理
金属键与金属物理性质之间的内在联系
教学准备：
多媒体课件（包含金属晶体结构模型动画、物理性质演示视频）
实验器材（可选，如金属导电性实验装置、金属样品用于观察延展性）
学生预习材料（金属晶体基本概念、常见金属的物理性质列表）
教学过程：
引入新课（5分钟）
情境导入：展示生活中常见的金属制品（如铁锅、电线、金币），提问学生为什么这些物品会选择金属作为材料，引出金属的特殊性质。
目标设定：明确本节课的学习目标，强调金属晶体结构与性质之间的关系。
新知讲授（25分钟）
金属晶体的基本结构
介绍金属原子的紧密堆积原理，展示面心立方（FCC）和体心立方（BCC）结构的动画，解释这两种结构的特点。
强调金属原子间的空隙填充，使得金属晶体具有高密度的特性。
金属键的形成与特性
解释金属键是由金属原子中的自由电子与多个阳离子形成的“电子海”所构成，这种键无方向性和饱和性。
讨论金属键对金属物理性质的影响，如高熔点、良好的导电性和导热性。
金属的物理性质
结合金属键的特性，逐一解释金属的导电性、导热性、延展性和光泽性。
通过多媒体展示实验视频或图片，增强直观感受。
实践操作/案例分析（10分钟）
小组活动：分组讨论并尝试解释为什么铁轨之间要留缝隙（考虑金属的热胀冷缩性质）。
实验演示（如条件允许）：进行简单的金属导电性实验，让学生观察电流通过金属线的现象，加深理解。
总结巩固（10分钟）
知识梳理：回顾金属晶体的结构特征、金属键的形成及金属的物理性质。
思维导图：引导学生绘制本节课的知识框架图，帮助记忆。
提问互动：鼓励学生提出疑问，进行答疑解惑。
作业布置（5分钟）
完成课后习题，包括金属晶体结构模型的绘制和金属物理性质的解释。
调研一种金属，撰写短文介绍其结构特点、主要物理性质及在生活中的应用。
教学反思：
课后收集学生反馈，评估教学效果，特别是学生对金属晶体结构与性质关系的理解程度。
根据学生作业和课堂表现，调整后续教学策略，强化薄弱环节。
通过这样的教案设计，旨在使学生不仅掌握金属晶体的基础知识，还能通过实践操作和案例分析，深化对物质结构与性质关系的理解，激发探索科学奥秘的兴趣。 选修2第3章第2节金属晶体离子晶体第1课时作业设计
1.（2023·济南高二检测）下列有关金属的说法正确的是 （ ）
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强
D.金属晶体的堆积方式会影响金属的性质
2.下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是 （ ）
A.由分子间作用力结合而成，熔点低
B.固态或熔融态易导电，熔点在1 000 ℃左右
C.以共价键结合成空间网状结构，熔点高
D.固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电
3.金属晶体熔、沸点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 （ ）
A.金属镁的硬度大于金属铝
B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大
C.金属镁的熔点大于金属钠
D.金属锂的硬度小于金属钠
4.（2024·沈阳检测）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。则下列说法错误的是 （ ）
A.铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe
B.晶胞中有14个铁原子
C.晶体中存在的化学键类型为金属键
D.晶胞中铁的配位数为8
5.下列说法正确的是 （ ）
A.固态能导电的晶体一定是金属晶体
B.固态不能导电，水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
C.熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体
D.固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体
6.冰晶石（化学式为Na3AlF6）的晶体结构单元如图所示（位于大立方体的顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心）。已知冰晶石熔融时的电离方程式为Na3AlF6===3Na++Al，则大立方体的体心处▽所代表的微粒为 （ ）
A.Na+ B.Al3+
C.F- D.Al
7.超氧化钾被称为“化学氧自救剂”，主要用于煤矿井下急救。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞（该晶胞为立方晶胞，结构与NaCl晶胞相似）。则下列有关说法正确的是 （ ）
A.固态超氧化钾可以导电
B.超氧化钾晶体中只存在离子键
C.超氧化钾的化学式为KO2，熔点比NaO2低
D.K+位于构成的八面体空隙中，晶体中K+的配位数是6
8.（18分）Ⅰ.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：
A组物质 NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
B组物质 Na Mg Al
熔点/K 370 922 933
晶体熔、沸点的高低，取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组物质是 晶体，晶体中微粒之间通过 相连。B组物质是 晶体，价电子数由少到多的顺序是 ，粒子半径由大到小的顺序是 。
Ⅱ.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
（1）以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有 。
（2）已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构如图所示，请改正图中错误： 。
（3）（4分）Mg是第3周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：
氟化物 NaF MgF2
熔点/K 1 266 1 534
解释表中氟化物熔点差异的原因： 。
9（20分）中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni BaH2/Al2O3、Fe K2O Al2O3、Cs Ru/MgO等，相关研究成果发表于《自然》上。
（1）基态Fe原子核外电子占据最高电子层的符号为 ，Ni位于元素周期表中的 区。
（2）元素的第一电离能：Mg （填“>”或“<”）Al。H、N、O的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号表示）。
（3）NH3分子中中心原子的杂化方式为 。
（4）已知MgO的熔点为2 800 ℃，CaO的熔点为2 572 ℃，二者的晶体类型为 ，MgO的熔点高于CaO的原因是 。
（5）研究发现，只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示：
①与C原子紧邻的Ni原子有 个。
②已知该晶胞中a的原子分数坐标为（1，0，0），b的原子分数坐标为（，，0），则c的原子分数坐标为 。
③已知该晶体的密度为d g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为 pm（用含d、NA的代数式表示）。
DBCBDA CD 8.Ⅰ.离子 离子键 金属 Na
Mg>Al
Ⅱ.(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性 (2)⑧应为黑色 (3)NaF与MgF2为离子晶体，因为Mg2+的半径小于Na+的半径，且Mg2+所带的电荷数大于Na+的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点
9.(1)N d (2)> O>N>H (3)sp3
(4)离子晶体 Mg2+的半径小于Ca2+，MgO的离子键强度大于CaO (5)①6 ②(，0，)
③××1010