3.3金属晶体与离子晶体 课件 -2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦金属晶体与离子晶体，涵盖金属键、离子键本质，晶体性质、晶胞结构及过渡晶体等核心内容。通过金属置换反应观察导入，从现象到微观结构再到宏观性质，构建完整知识脉络，形成学习支架。 其亮点在于运用对比分析（如NaCl与CsCl晶胞对比）、数据表格（离子键百分数表）及习题巩固，体现科学思维的证据推理与模型建构，落实“结构决定性质”的化学观念。助力学生培养微观探析能力，教师可借助结构化资源实施探究教学，提升教学效率。

第三节 金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 1 金属晶体 观察金属置换反应中金属的生长过程，可以发现：金属具有较为规则的几何外形 ，是一种晶体。我们称其为金属晶体。 金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ (1) 本质： (2) 概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。 (3) 成键粒子： (4) 特征： 金属键与金属晶体 1、金属键 金属阳离子和自由电子 金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 + + + + + + + + + + + + + + + + 没有方向性及饱和性 金属原子的价电子发生脱落，形成金属阳离子和自由电子 ，自由电子被所有原子所共用从而把所有的金属原子维系在一起 2、金属晶体 (1) 概念：金属离子与自由电子通过金属键结合而成的晶体。 (2) 常见金属晶体： 金属单质、合金 常温下是固体(汞是液体) (3)金属的物理性质（电子气理论解释） 受外力各原子层相对滑动，但排列方式不变，电子气起润滑剂作用。 电子气在电场中定向移动，电导率随温度升高而降低。 电子气中的自由电子在热作用下与原子频繁碰撞，引起两者能量交换。 延展性： 导电性： 导热性： 外力 与金属键有关 3、金属晶体的熔沸点 金属键越强，金属晶体的熔沸点越高，硬度越大 注意： ①一般，合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。 ② 金属键强弱不同，所以金属晶体熔点差别很大。 如钠熔点较低、硬度较小，而钨熔点最高、铬硬度最大。 价电子数 ↑ 原子半径 ↓ 4、金属的晶胞 Na Mg Al 晶胞中的原子数： 配位数： 12 12 2 6 4 8 熔沸点： Na Mg Al ＜ ＜ 小结 构成粒子 金属晶体 金属阳离子+自由电子 粒子间的作用力 金属键 金属键 金属的物理性质 决定 延展性 导电性 导热性 熔沸点 原子半径越小，价电子数越多 金属键越强 熔沸点越高，硬度越大 价电子数 原子半径 影响 离子晶体 下列晶体构成微粒有什么共同点？ NaCl晶体 胆矾CuSO4·5H2O 萤石 CaF2 重晶石 BaSO4 离子晶体 (1) 概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 1、离子晶体 注：AlCl3、H2O2为共价化合物 (2) 构成微粒： (3) 微粒间作用力： (4) 常见的离子晶体：离子化合物 强碱、活泼金属的氧化物、过氧化物、大多数盐 (可能含共价键，甚至存在氢键) CuSO4•5H2O 阴离子和阳离子 离子键 实际上，大量离子晶体中的阴离子或阳离子不是单原子离子。有的还存在电中性分子( H2O、NH3等)。 离子晶体 2、离子晶体的物理性质 (1) 熔、沸点较高，但差异较大。 阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高。 (2) 硬度较大，难于压缩。 (3) 离子晶体不导电，但熔融态或溶于水能导电。 (4) 能溶于水，难溶于非极性溶剂。 用于判断离子晶体 4、下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　) A、离子键：NaF > NaCl > NaBr B、硬度：MgO > CaO > BaO C、熔点：NaF > MgF2 > AlF3 C 习题 【总结】比较不同晶体熔、沸点的基本思路 1、若晶体类型不同 2、若晶体类型相同 共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 （4）金属晶体：离子电荷越高，离子半径越小，金属键越强，熔点越高。 （2）离子晶体：离子半径越小，电荷越高，离子键越强，熔沸点越高 （1）共价晶体：原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高 （3）分子晶体：氢键 → 相对分子质量分子 → 极性 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 Na+ Cl- Na+的配位数： 。 Cl- 的配位数： 。 配位离子在空间构成： 。 Na+周围最近的Na+数： 。 Cl- 周围最近的 Cl- 数： 。 6 12 6 12 NaCl晶胞 正八面体 Cs+ Cl- CsCl晶胞 Cs+的配位数： 。 Cl- 的配位数： 。 配位离子在空间构成： 。 Cs+周围最近的Cs+数： 。 Cl- 周围最近的 Cl- 数： 。 8 6 8 6 正六面体 Ca2+的配位数： ，构成 。 F- 的配位数： ，构成 。 Ca2+周围最近的Ca2+数： 。 F- 周围最近的 F- 数： 。 CaF2 晶胞 萤石 Ca2+ F- ZnS晶胞 Zn2+的配位数： 。 S2- 的配位数： 。 配位离子在空间构成： 。 Zn2+周围最近的Zn2+数： 。 S2- 周围最近的 S2- 数： 。 12 12 正四面体 4 8 4 正六面体 正四面体 12 6 4 ZnS晶胞 面对角线的一半 5、如图为NaCl和CsCl的晶胞结构。 下列说法不正确的是(　　) A、NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体 B、NaCl和CsCl的离子键强度不同 C、NaCl和CsCl晶胞中所含阳离子数分别为4和1 D、NaCl和CsCl晶体中每个Cl-周围距离最近且相等的Cl-数目均为6 习题 D 知识点三 晶体类型 晶胞 类型 晶胞结构示意图 每个晶胞 含有离子数 配位数 配位 多面体 AB NaCl型 Na+：4 Cl－：4 Na+：6 Cl－：6 正八面体 CsCl型 Cs+：1 Cl－：1 Cs+ ：8 Cl－：8 正六面体 ZnS型 Zn2+：1 S2－ ：1 Zn2+：4 S2－ ：4 正四面体 AB2 CaF2型 Ca2+：4 F－：8 Ca2+：8 F－ ：4 正六面体 正四面体 常见离子晶体的晶胞类型 课堂拓展 离子液体：室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物。 化合物 熔点/℃ NH4NO3 169.6 Ca(H2PO4)2 109 CH3COOCs 194 C2H5NH3NO3 12 硝酸乙基铵 引入 有机基团 应用：作溶剂。 性质：难挥发、有良好的导电性。 熔点低 阴离子 阳离子 有些离子组成的物质在常温下甚至以液态形式存在。 共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 过渡晶体 金刚石晶体结构 干冰晶胞 氯化钠晶胞 钠晶胞 大多数晶体是四类典型晶体间的过渡晶体 知识点三 以第三周期元素的氧化物为例，化学键中离子键成分的百分数如下表： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 电负性差 2.6 2.3 2.0 1.7 更小 离子键 百分数/% 62 50 41 33 更低 离子晶体 共价晶体 过渡晶体：介于某两种晶体类型之间的晶体 离子键百分数较高 离子键百分数较低 共价键不贯穿整个晶体 偏向某种晶体类型的过渡晶体，就当作该类型的晶体处理 分子晶体 知识点三 Na2O、MgO、Al2O3 、SiO2化学键中离子键成分逐渐减少，因为与氧元素的电负性差值逐渐减小。偏向某种晶体类型的过渡晶体，就当作该类型的晶体处理 思考：同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？ 金刚石部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/(s·m-1) 3550℃ 10 2.11*10-13 石墨部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/(s·m-1) 3850℃ 1 2.5*103 金刚石： 石墨： 高熔点 高熔点 硬度高、不导电 硬度小、能导电 什么造成了这种差异？ 结构决定性质 共价晶体 ？晶体 混合型晶体 知识点三 ①层内： 碳原子采取____杂化； 以_______相结合形成_____________结构； 所有p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 混合型晶体： 存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 sp2 共价键 平面六元并环 ②层间：以_________相结合。 范德华力 层状结构 石墨的结构特点： 分子晶体性质：硬度小，质软 共价晶体性质：高熔沸点 金属晶体性质：良好导电性 C数 : C-C数 = 2:3 知识点三 10、我国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　) A、三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B、三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C、三种物质的晶体类型相同 D、三种物质均能导电 习题 A 知识点三 Lavf58.51.100 $