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

教学目标 1.通过电子气理论认识金属键的结构特点及性质特点，能从微观视角来解释金属晶体的导电性、导热性等性质，发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 2.通过分析氯化钠等晶体模型，知道离子晶体的结构特点及晶体中粒子间的相互作用力，能以模型为例解释典型离子化合物的某些性质。 3.通过对比分析，知道过渡晶体是普遍存在的，这类晶体介于典型晶体之间。 第三节 金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 导 根据生活经验，归纳金属具有哪些共同的物理性质？ 延展性、导电性、导热性、有金属光泽…… 【思考一下】金属为什么有这些共同性质呢？ 思+议 阅读课本P86-88 1.金属晶体的构成微粒、作用力分别是什么？金属晶体有哪些物理性质？金属键的本质是什么？ 2.电子气理论是什么？有哪些应用？ 3.金属晶体的熔点如何比较？ 4.离子晶体的构成微粒、作用力分别是什么？ 5.离子晶体有哪些物理性质？如何比较离子晶体的熔沸点？ 6.分析NaCl、CsCl的晶胞，思考一个晶胞分别有几个离子，每个离子周围同电性的离子有几个，异电性的离子有几个？ 展+评 金属晶体 1.概念： 由金属阳离子和自由电子以金属键相结合而形成的晶体。 （1）构成粒子: （2）微粒间的作用力： 金属阳离子和自由电子 金属键 2.常见的金属晶体： 金属单质、 合金 3.金属晶体的物理特性： 具有优良的延展性、导电性和导热性。 均可用“电子气理论”解释 特征：无方向性和饱和性 静电作用（静电引力、静电斥力） 展+评 电子气理论 金属键的本质（电子气理论）： 金属原子的最外层电子数极少，容易失去电子成为金属离子，金属脱落下来的价电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，被所有原子共用。这些电子又称为自由电子。金属阳离子浸泡在电子的海洋中，金属晶体和共价晶体都是一种“巨分子”。 展+评 电子气理论的应用 （3）金属的导热性 （1）金属的延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会相对滑动， 但不会改变原来的排列方式。 电子气中的自由电子与金属阳离子频繁碰撞，将热量进行传递而导热。 （2）金属的导电性 自由电子在电场中定向移动形成电流而导电。 展+评 金属晶体 金属晶体熔点比较： 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。 原子半径越小、价电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 尝试比Na\Mg\Al的熔点： 展+评 离子晶体 上述晶体构成微粒有什么共同点？ 它们都是由阳离子和阴离子构成的离子化合物 展+评 离子晶体 概念： 离子晶体的物理性质： 构成微粒： 微粒间作用力： 静电作用（静电引力、静电斥力） 阳离子和阴离子 阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体 离子键（某些离子晶体中还存在共价键、氢键） ①一般熔、沸点较高，硬而脆 ②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电 ③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂 展+评 离子晶体 离子晶体熔沸点比较： 一般说来，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。 如：熔点MgO(2852℃)>NaCl (801℃) KF(858℃)>KCl(770℃)>KBr(730℃)>KI(681℃) 尝试比较Na2O和NaF的熔点 我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的炼点为3410C，而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢? 化合物 熔点/°C CaO 2613 KCl 770 NH4NO3 169.6 BaSO4 1580 LiPF6 200(分解温度) 化合物 熔点/°C Na2SO4 884 Ca2SiO4 2130 Na3PO4 340 CH3COOCs 194 NaNO2 270 展+评 离子晶体 展+评 离子晶体 NaCl晶胞 NaCl晶胞如图所示 粒子位置：Na＋ 。Cl－ 。 ①每个晶胞中实际拥有的Na＋数是 个，Cl－数是 个。 ②每个Na＋周围距离最近的Cl－有 个，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。 ③每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是 个。 配位数：一个离子周围最近等距的带相反电荷离子的数目 配位数：Na＋：____（6、12) Cl－： ____（6、12) 棱上、体心 顶角、面心 4 4 6 6 12 展+评 离子晶体 CsCl晶胞 CsCl晶胞如图所示， 粒子位置：Cs＋ Cl－ 。 ①每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 个，Cl－有 个。 ②CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有 个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。 ③每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 个，构成正八面体。 配位数：Cs＋：____ Cl－ ：____ 顶角 体心 1 1 8 8 6 展+评 离子晶体 Ca2+ F- CaF2晶胞如图所示， 粒子位置：Ca2＋ F－ 。 ① 每个CaF2晶胞中含Ca2＋ 个、F－ 个 CaF2晶胞 配位数：Ca2＋：____ F－ ：____ ② Ca2+紧邻的F-有 个，它们所围成的几何构型是 正方体；F- 紧邻的Ca2＋有 个，它们所围成的几何构型是 正四面体 ③每个Ca2＋紧邻的Ca2＋有 个，每个F－紧邻的F－有 个 顶角、面心 体心 4 8 8 4 12 6 展+评 离子晶体 【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 （4）金属晶体： ①一般情况下： （1）简单离子晶体： （2）共价晶体： （3）分子晶体： 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 金属晶体的熔沸点差别很大，如：钨、铂等熔沸点很高，汞、铯等熔沸点很低。 离子半径越小，电荷越多，离子键越强，熔沸点越高 半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高 ①形成氢键的大； ②组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高 ③分子极性越大，熔沸点越高 ④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。 离子半径越小，离子电荷越高，金属键越强，熔点越高。 (1)离子晶体中一定含有金属元素( ) (2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( ) (3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键( ) (4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点( ) (5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化( ) (6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化( ) × × × √ × × 检 检 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 C $