第一课时 金属晶体与离子晶体
文档属性
| 名称 | 第一课时 金属晶体与离子晶体 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 27.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-18 00:00:00 | ||
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文档简介
第三节 第一课时 金属晶体与离子晶体
[目标]1.知道金属键、离子键的含义。
2.了解金属晶体、离子晶体性质的一般特点。
3.通过对金属键、离子键的特征和实质的认识,能运用金属键、离子键等模型,从微观角度解释金属、离子化合物的某些性质。
[重点]金属晶体与离子晶体
[难点]能借助金属晶体、离子晶体等模型的认识,运用堆积模型解释化学现象。
一、目标导学
[时间]15min
[内容]阅读教材p.86-88、笔记,完成下列任务：
1.什么是金属键？金属键的特征、对物质性质的影响。
2.金属晶体及其性质。
3.重点研究干冰（CO2）的晶胞结构
4.什么是离子晶体？常见的离子晶体有哪些？
5.离子晶体的特征与性质。
6.研究NaCl和CsCl两种典型离子晶体。
二、自主学习
一、金属键—电子气理论
把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起。
三、合作学习
1.定义：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。
2.粒子：金属阳离子和自由电子。
3.存在：金属单质或合金。
4.金属键的特征：金属键无方向性和饱和性。
5.金属键的强弱：取决于金属元素原子半径和价电子数。
原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱。
原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。
6.金属键对物质性质的影响：
①金属键越强，晶体的熔、沸点越高。
②金属键越强，晶体的硬度越大。
7.电子气理论”解释金属的物理性质
延展性
外力
错位
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。
导热性
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自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
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。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
导电性
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外加电场
在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。
二、金属晶体
1.定义：金属（除汞外）在常温下都是晶体。
2.组成：金属阳离子和自由电子。
3.作用力：金属键。
4.性质：
(1)金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。
①同周期金属单质，从左到右熔、沸点越高。
②同主族金属单质，从上到下熔、沸点降低。
(3)合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大。
三、离子晶体
由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体。
1.构成粒子：阴、阳离子。
2.作用力：静电作用。
4.常见离子晶体：
3.特征：
①无分子式，化学式表示离子的最简整数比。
②无饱和性和方向性—离子晶体采取密堆积。
③晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。
强碱、活泼金属氧化物、大多数盐
5.离子晶体的性质
①固体的离子晶体不导电，水溶液或熔融状态能导电。
固态NaCl
熔融或水溶液的NaCl
离子键较强
离子不能自由移动
离子键被破坏
离子能自由移动
②具有较高的熔、沸点，难挥发。
离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。
通常，电荷数越多，半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}化合物
熔点/℃
化合物
熔点/℃
CaO
2613
Na2SO4
884
KCl
1326
Ca2SiO4
2130
NH4NO3
169.6
Na3PO4
340
BaSO4
1580
CH3COOCs
194
LiPF6
200
NaNO2
270
③离子晶体硬而脆，难于压缩
阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
发生滑动
施加外力
同种电荷相互排斥，使晶面裂开
④大多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
⑤离子晶体无延展性
离子晶体中阴阳离子交替出现，层与层之间如果出现滑动，同性离子相邻而使斥力增大，导致不稳定。
6.常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶体
①每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：均为4。
Cl－
Na＋
配位数：目标最近的带相反电荷的离子数目
②每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有6个。Na+的配位数为：6；Cl-的配位数为：6。它们所围成的空间几何构型是正八面体。
③每个Na+周围与之等距且距离最近的Cl-有6个，Na＋有12个。
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Na＋有6个，Cl-有12个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为
_____________ g·cm-3
(1)CsCl晶体
①每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：均为1个。
Cl－
晶胞参数：可以理解成晶胞的边长
②每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有8个。Cs＋的配位数为：8；Cl-的配位数为：8。它们所围成的空间几何构型是正六面体。
③每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有8个，Cs＋有8个。
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Cs＋有8个，
Cl－有8个。
④若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为
_____________ g·cm-3
在室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物，称为离子液体。
1.特点：阴、阳离子半径较大，离子较弱，难挥发，做电池的无水电解质。
四、离子液体
2.离子液体常见的阴、阳离子：
四氯铝酸根(AlCl4?)
六氟磷酸根(PF6?)
四氟硼酸根(BF4?)
季铵离子(R4N+,铵根中的氢被烃基R取代)
?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}晶体类型
金属晶体
离子晶体
分子晶体
共价晶体
构成微粒
金属阳离子
自由电子
阴、阳离子
分子
原子
物质类别
金属单质、合金
离子化合物
多数的非金属单质和共价化合物
金刚石、SiC、 Si、SiO2等少数的非金属单质和共价化合物
物理性质
硬度和密度较大，
熔沸点较高，有延展性，有金属光泽
硬度和密度较大，熔沸点较高
硬度和密度较小，熔沸点较低，
硬度和密度大，熔沸点较
决定熔沸点的因素
金属键强弱
离子键强弱
范德华力(或氢键)强弱
共价键强弱
导电性
固态、熔融均导电
熔融或溶于水能导电
某些溶于水能导电
不导电(硅、锗是半导体)
四、复述检测
[达标检测1]金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有 个金原子。
[达标检测2]金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式为 。
[达标检测3]铁镁合金的晶胞结构如图所示，请计算晶胞中含有的Fe、Mg原子个数分别为（ ）
A．4 4 B．4 8 C．14 4 D．14 8
[达标检测4]下列对于金属熔、沸点的高低判断正确的是( )
A．金属镁的熔点高于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的
C．金属镁的硬度小于金属钙
D．金属铝的硬度大于金属钠
[目标]1.知道金属键、离子键的含义。
2.了解金属晶体、离子晶体性质的一般特点。
3.通过对金属键、离子键的特征和实质的认识,能运用金属键、离子键等模型,从微观角度解释金属、离子化合物的某些性质。
[重点]金属晶体与离子晶体
[难点]能借助金属晶体、离子晶体等模型的认识,运用堆积模型解释化学现象。
一、目标导学
[时间]15min
[内容]阅读教材p.86-88、笔记,完成下列任务：
1.什么是金属键？金属键的特征、对物质性质的影响。
2.金属晶体及其性质。
3.重点研究干冰（CO2）的晶胞结构
4.什么是离子晶体？常见的离子晶体有哪些？
5.离子晶体的特征与性质。
6.研究NaCl和CsCl两种典型离子晶体。
二、自主学习
一、金属键—电子气理论
把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起。
三、合作学习
1.定义：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。
2.粒子：金属阳离子和自由电子。
3.存在：金属单质或合金。
4.金属键的特征：金属键无方向性和饱和性。
5.金属键的强弱：取决于金属元素原子半径和价电子数。
原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱。
原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。
6.金属键对物质性质的影响：
①金属键越强，晶体的熔、沸点越高。
②金属键越强，晶体的硬度越大。
7.电子气理论”解释金属的物理性质
延展性
外力
错位
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。
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自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
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。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
导电性
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外加电场
在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。
二、金属晶体
1.定义：金属（除汞外）在常温下都是晶体。
2.组成：金属阳离子和自由电子。
3.作用力：金属键。
4.性质：
(1)金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。
①同周期金属单质，从左到右熔、沸点越高。
②同主族金属单质，从上到下熔、沸点降低。
(3)合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大。
三、离子晶体
由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体。
1.构成粒子：阴、阳离子。
2.作用力：静电作用。
4.常见离子晶体：
3.特征：
①无分子式，化学式表示离子的最简整数比。
②无饱和性和方向性—离子晶体采取密堆积。
③晶体中，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。
强碱、活泼金属氧化物、大多数盐
5.离子晶体的性质
①固体的离子晶体不导电，水溶液或熔融状态能导电。
固态NaCl
熔融或水溶液的NaCl
离子键较强
离子不能自由移动
离子键被破坏
离子能自由移动
②具有较高的熔、沸点，难挥发。
离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。
通常，电荷数越多，半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}化合物
熔点/℃
化合物
熔点/℃
CaO
2613
Na2SO4
884
KCl
1326
Ca2SiO4
2130
NH4NO3
169.6
Na3PO4
340
BaSO4
1580
CH3COOCs
194
LiPF6
200
NaNO2
270
③离子晶体硬而脆，难于压缩
阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
发生滑动
施加外力
同种电荷相互排斥，使晶面裂开
④大多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
⑤离子晶体无延展性
离子晶体中阴阳离子交替出现，层与层之间如果出现滑动，同性离子相邻而使斥力增大，导致不稳定。
6.常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶体
①每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：均为4。
Cl－
Na＋
配位数：目标最近的带相反电荷的离子数目
②每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有6个。Na+的配位数为：6；Cl-的配位数为：6。它们所围成的空间几何构型是正八面体。
③每个Na+周围与之等距且距离最近的Cl-有6个，Na＋有12个。
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Na＋有6个，Cl-有12个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为
_____________ g·cm-3
(1)CsCl晶体
①每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：均为1个。
Cl－
晶胞参数：可以理解成晶胞的边长
②每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有8个。Cs＋的配位数为：8；Cl-的配位数为：8。它们所围成的空间几何构型是正六面体。
③每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有8个，Cs＋有8个。
每个Cl-周围与之等距且距离最近的Cs＋有8个，
Cl－有8个。
④若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为
_____________ g·cm-3
在室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物，称为离子液体。
1.特点：阴、阳离子半径较大，离子较弱，难挥发，做电池的无水电解质。
四、离子液体
2.离子液体常见的阴、阳离子：
四氯铝酸根(AlCl4?)
六氟磷酸根(PF6?)
四氟硼酸根(BF4?)
季铵离子(R4N+,铵根中的氢被烃基R取代)
?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}晶体类型
金属晶体
离子晶体
分子晶体
共价晶体
构成微粒
金属阳离子
自由电子
阴、阳离子
分子
原子
物质类别
金属单质、合金
离子化合物
多数的非金属单质和共价化合物
金刚石、SiC、 Si、SiO2等少数的非金属单质和共价化合物
物理性质
硬度和密度较大，
熔沸点较高，有延展性，有金属光泽
硬度和密度较大，熔沸点较高
硬度和密度较小，熔沸点较低，
硬度和密度大，熔沸点较
决定熔沸点的因素
金属键强弱
离子键强弱
范德华力(或氢键)强弱
共价键强弱
导电性
固态、熔融均导电
熔融或溶于水能导电
某些溶于水能导电
不导电(硅、锗是半导体)
四、复述检测
[达标检测1]金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有 个金原子。
[达标检测2]金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式为 。
[达标检测3]铁镁合金的晶胞结构如图所示，请计算晶胞中含有的Fe、Mg原子个数分别为（ ）
A．4 4 B．4 8 C．14 4 D．14 8
[达标检测4]下列对于金属熔、沸点的高低判断正确的是( )
A．金属镁的熔点高于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的
C．金属镁的硬度小于金属钙
D．金属铝的硬度大于金属钠