3.3.1金属晶体和离子晶体 导学案-2025-2026学年高二上学期人教版化学选择性必修2

第三章第三节 金属晶体和离子晶体 第1课时 金属晶体和离子晶体 学情分析：通过对分子晶体和共价晶体的学习，掌握了如何分析晶体，对化学键有新的认识，对模型有初步掌握。 学习目标 ： 1.结合常见的离子化合物和金属单质的实例,认识这些物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。 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。 3.借助离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。 教学重、难点： 金属键和离子键特点 一、金属晶体 1．金属键 (1)概念：“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”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 思考 （1） 如何应用电子气理论，解释金属的延展性？ （2） 如何应用电子气理论，解释金属的导热性？ （3） 如何应用电子气理论，解释金属的导电性？ (2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。 (3)金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的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；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。 ③金属键强弱判断 A.首先考虑最外层电荷数,电荷数越大,金属键越强;如Al>Mg B.在电荷数一样的情况下,半径越小,金属键越强;如Li>Na （3）金属键存在于金属单质和 注意 ：金属键没有方向性和饱和性。 例.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　) A．金属镁的熔点大于金属铝 B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C．金属铝的硬度大于金属钠 D．金属镁的硬度小于金属钙 2．金属晶体 (1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。 (2)金属晶体的性质：优良的 、 和 二、离子晶体 1．离子键及其影响因素 (1)概念：阴、阳离子之间通过 形成的化学键。 (2)影响因素：离子所带电荷数 ，离子半径 ，离子键越强。 例 熔点比较CaF2 CaO，归纳：在电荷数一样的情况下,半径越小,离子键越强 注意：离子键没有方向性和饱和性。 2．离子晶体及其物理性质 (1)概念：由 和 相互作用而形成的晶体。 (2)离子晶体的性质 ①熔、沸点较 ，硬度较 。 ②离子晶体不导电，但 或 后能导电。 ③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 3．常见离子晶体的结构 氯化钠型晶胞（配位数为____） 1) 在一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－；每个NaCl晶胞共 个NaCl。 2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成 形； 每个Cl－同时强烈吸引 Na+，形成 形。NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分为 、 。 3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个。每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个。 4)设晶胞边长为a，Na+和Cl-的最近距离为 ，即r(Na+)+r(Cl-)= a。；Na+和Na+的最近距离为 ；Cl-和Cl-的最近距离为 ； 氯化铯型CsCl晶胞（配位数为____） 1)在一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－，每个CsCl晶胞共 个CsCl。 2）在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－，即 Cs+的配位数为 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即Cl－的配位数为 。 3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成 形。 4)在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个，形成 形。 5)设晶胞边长为a，Cs+和Cl-的最近距离为 ，即(Cs+)+r(Cl-)= a。 ZnS型晶胞 1）每个ZnS晶胞中包含Zn2+ 个，包含S2- 个，每个ZnS晶胞共 个ZnS；2）Zn2+的配位数为 ，S2-的配位数为 2）在ZnS晶体中，每个Zn2+周围与它最接近且距离相等的Zn2+共有 个。 3)在ZnS晶体中，每个S2-周围与它最接近且距离相等的S2-共有 个。 4）设该晶胞棱长为a，则Zn2＋和S2－的最近距离 为 ，即(Zn2+)+r(S2-)= a。 5）设该晶胞棱长为a，则Zn2＋和Zn2＋的最近距离 。 6）设该晶胞棱长为a，则S2－和S2－的最近距离 。 CaF2型晶胞 1)每个CaF2晶胞中包含Ca2+ 个，包含F- 个，每个CaF2晶胞共 个CaF2； 2)Ca2+的配位数为 ，F-的配位数为 。 3)设该晶胞棱长为a，则，Ca2＋和F－的最近距离为 ，即(Ca2+)+r(F-)= a。 4)设该晶胞棱长为a，则Ca2＋和Ca2＋的最近距离为 。 5)设该晶胞棱长为a，则F－和F－的最近距离 。 6) 正四面体空隙填充率为 ，正八面体空隙填充率为 。 拓展 离子液体 引入有机基团课降低离子化合物的熔点，离子液体有体积很大的阴、阳离子，所以被用在原电池的电解质，有机合成的溶剂和催化剂。 三、迁移运用 1．自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是(　　) A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大 C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 2．如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是(　　) A．图(1)和(3) B．图(2)和(3) C．图(1)和(4) D．只有图(4) 3．在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。 (1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引________个Cl－；而Na＋与Cl－的数目之比为________。 (2)Na＋半径与Cl－半径之比为________(已知＝1.414)。 (3)若a＝5.6×10－8 cm，NaCl晶体的密度为________(已知5.63＝175.6，NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1)。 4.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为________；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为________；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为________，距离为________；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。 5.如下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是白磷、NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨晶体结构中的某一种的某一部分 （1）其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)____，其中每个碳原子与____ 个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于____晶体。金刚石最小的环为_____环,碳碳键的键角为_________ （2）其中代表石墨的是_____，其中每个正六边形占有碳原子数平均为_____个。Wg石墨中碳原子数为_________；碳环数为_______；碳碳单键数为_______；三者之比为_____。 （3）其中代表NaCl晶体的是_____，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有____个。 （4）代表CsCl晶体的是_____，它属于_____晶体，每个Cs+与_____个Cl-紧邻。 （5）代表干冰的是_____，它属于_____晶体，每个CO2分子与_____个CO2分子紧邻。其距离为______________（设晶胞边长为a） （6）其中代表白磷晶体的是_____，白磷的键角为____；Wg白磷中磷磷单键的数目为_____ 学科网（北京）股份有限公司 $