3.3 金属晶体与离子晶体（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019）

第三节　金属晶体与离子晶体 [学习目标] 1.知道金属晶体和离子晶体的概念，认识金属晶体和离子晶体中微粒及其微粒间相互作用；知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合晶体是普遍存在的。(宏观辨识与微观探析)　2.借助离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。(证据推理与模型认知) 金属键与金属晶体 1．金属晶体 金属(除汞外)在常温下都是晶体，称其为金属晶体。　 2．金属键 (1)在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合。 (2)“电子气”理论：当金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 3．金属晶体的性质 离子晶体 1．离子晶体 离子晶体是由阴离子和阳离子相互作用形成的晶体。 2．离子晶体的性质 在离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体硬度较大，难于压缩；由固态变为液态或气态，需要破坏较强的离子键，具有较高的熔点和沸点。 3．常见离子晶体的结构类型 离子晶体 晶胞 离子数目 NaCl Na＋数目4 Cl－数目4 CsCl Cs＋数目1 Cl－数目1 4.离子液体 (1)离子液体的定义：离子晶体的熔点有的很高，有的较低，而且，引入有机基团可降低离子化合物的熔点，在室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物被定义为离子液体。 (2)构成微粒：大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。　 (3)作用力：主要是带电荷离子间的静电作用。 (4)特征性质：离子液体难挥发。 (5)应用 ①离子液体可用作溶剂：如从溶解有树木纤维素的离子液体中分离出纤维素分子组装成的再生植物纤维。 ②离子液体有良好的导电性：用作电化学研究的电解质，并被开发为原电池的电解质。 ③离子液体被用于有机合成的溶剂和催化剂。 ④离子液体在生物化学等科研领域也有广泛应用。 过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 (1)四类典型晶体包括：分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。　 (2)第三周期元素的氧化物 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Cl2O7 离子键的 百分数% 62 50 41 33 分子晶体 ①从表中数据可见，前四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，只是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。　 ②偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O等；偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2．混合型晶体 (1)石墨中的碳原子是sp2杂化，形成平面六元并环结构，层内的碳原子通过共价键相连，层间靠范德华力维系。 (2)每个碳原子的配位数(一个原子周围最邻近的原子数)为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面，由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨有类似金属晶体的导电性。 3．纳米晶体 (1)纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米(10－9 m)量级的晶体。 (2)纳米晶体的特性 ①纳米晶体在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性。以熔点为例，当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。 ②通常来说，纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200 nm(或250 nm)时，其熔点会发生变化。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)金属在拉成丝或者压成薄片的过程中，金属键遭到了破坏。 (×) (2)金属导电与电解质溶液导电本质相同。(×) (3)金属晶体中自由电子专属于某个金属离子。(×) (4)由金属与非金属形成的晶体，属于离子晶体。(×) (5)离子晶体中只存在离子键。(×) (6)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化。(×) (7)“NaCl”是氯化钠的分子式。(×) (8)大多数晶体是四种典型晶体的过渡晶体。(√) (1)金属导电是自由电子在电场的作用下定向移动，属于物理变化；而电解质溶液导电是阴、阳离子在电场的作用下定向移动，属于化学变化。 (2)由金属与非金属形成的晶体，不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。 (3)离子晶体中一定存在离子键，除离子键外可能有其他类型的化学键。如NaOH晶体中除含有离子键外，还有氢原子和氧原子之间的极性共价键。 (4)离子晶体中存在的微粒是阳离子和阴离子，离子晶体的化学式只表示晶体中的阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 金属键及其对金属性质的影响 1．合金固体是金属晶体吗？为什么？ 答案　合金固体是金属晶体，合金中的自由电子不专属于某个特定的金属离子，而是均匀地分布在整