3.2.1 金属晶体与离子晶体学案

skybamboo · 发表于 5 小时前

第三章不同聚集状态的物质与性质
第2节　金属晶体与离子晶体

1．能用金属键和离子键的理论解释金属晶体和离子晶体的物理性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2．了解金属晶体的三种原子堆积模型和几种典型离子晶体的晶胞结构。形成证据推理与模型认知的化学核心素养。　

金属晶体、离子晶体的结构，晶格能

1.金属键：。
2.离子键：。
3.晶体的分类：、、、。

金属晶体

【自主阅读】阅读教材P94-95页内容，总结归纳金属晶体的结构特点和类型。

1.定义：金属原子间通过形成的晶体。
2.特征：金属键可看做和之间的强相互作用，为整个金属所共有，所以金属键没有性和性，因此金属晶体可以看做。
3.类型：面心立方常见金属；体心立方常见金属；
Mg、Zn、Ti等金属晶体晶胞为或者，底面中棱的夹角不是。
【交流研讨】请结合表 3-2-1 中辅助线的提示，描述其晶胞的结构特点，并计算晶胞中含有的原子数。

【回顾思考】金属的一般通性是什么?结合金属键的特点以及金属晶体的特征分析原因。
【归纳总结】金属晶体有金属光泽，有良好的性、性、性。金属在锻压或锤打时，密堆积层的金属原子之间比较容易产生，这种滑动不会破坏，而且在滑动过程中"自由电子"能够维系整个金属键的存在，即各层之间始终保持着的作用，因此金属具有良好的性。
二．离子晶体
【交流研讨】当离子化合物以晶体形式存在时，晶体中的微粒会怎样分布呢？请以你了解的简单离子化合物为例，分析构成这些物质的微粒及微粒间相互作用的特点，猜想他们所形成的晶体中离子的排布具有怎样的规律。
1.离子晶体定义：在空间呈现排列所形成的晶体。
2.离子晶体形成：形成离子晶体的微粒为，微粒之间的作用力为。在NaCl晶体中，由于Na+ 和 Cl— 之间的静电作用没有性，阴、阳离子交错排列；在带负电荷的 C1—周围吸引着一定数量的，同样，在带正电荷的 Na+ 周围吸引着一定数量的；通过这种方式无限延伸，形成晶体。
【观察思考】观察氯化钠晶体的微观结构示意图，你将如何截取氯化钠晶体的晶胞? 在你截取的晶胞中，实际填入的 Na+与 Cl—各是多少个?

钠离子个数：；氯离子个数：；
【归纳总结】在氯化钠晶体中，其实并不存在单独的，Na+和Cl-的个数比是，因此，可以用"NaCl"这一化学式表示氯化钠的，但不是的组成。
【观察思考】观察常见离子晶体的几种类型，分析晶胞结构特点，计算晶胞中含有离子数目。
3.常见离子晶体
氯化钠型：每个晶胞中含个Na＋、个Cl－；常见物质有。
氯化铯型：每个晶胞中含个Cs＋、个Cl－；常见物质有。
硫化锌型：每个晶胞中有个S2－、个Zn2＋；常见物质有。
氟化钙型：每个晶胞中有个Ca2＋、个F－；常见物质有。
4.晶格能
概念：将mol离子晶体完全气化为所吸收的能量。
含义：吸收的能量越多，晶格能，表示离子间作用力，离子晶体越。
【交流研讨】依据表3-2-3 中的数据分析晶格能的大小与离子晶体的熔点的关系，并与同学们交流研讨结构相似的离子晶体其晶格能的大小与哪些因素有关。
【归纳总结】晶格能越大，离子晶体的熔点越。影响离子晶体晶格能的因素：

核间距：阴阳离子核间距越小，晶格能。

离子所带电荷：离子所带电荷数越多，晶格能。

晶体的结构形式

【迁移应用】
AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高至低的顺序是。

化合物	AB	CD	EF
离子电荷数	1	1	2
键长(10－10m)	2.31	3.18	2.10

【课堂小结】

1．下列关于金属晶体的叙述正确的是(　　)
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔、沸点低于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
2．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是(　　)
A．Mg>Al>Ca　　　　　B．Al>Na>Li    C．Al>Mg>Ca           D．Mg>Ba>Al
3．金属的下列性质中和金属晶体的结构无关的是(　　)
A．良好的导电性　　　　       B．反应中易失电子
C．良好的延展性       D．良好的导热性
4．下列关于金属及金属键的说法正确的是(　　)
A．金属键具有方向性和饱和性
B．金属键是金属阳离子与“自由电子”间的相互作用
C．金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”
D．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
5．下列关于NaCl晶体结构的说法正确的是(　　)
A．NaCl晶体中，阴、阳离子的配位数相等
B．NaCl晶体中，每个Na＋周围吸引1个Cl－
C．NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl
D．NaCl晶体中存在单个的NaCl分子
6．下列性质中，可以较充分说明某晶体是离子晶体的是(　　)
A．具有较高的熔点
B．固态不导电，水溶液能导电
C．可溶于水
D．固态不导电，熔融状态能导电
7．下列关于晶格能的说法正确的是(　　)
A．晶格能指形成1 mol离子键所放出的能量
B．晶格能指破坏1 mol离子键所吸收的能量
C．晶格能指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量
D．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度都无关
8．下列物质的晶体属于离子晶体的是(　　)
A．苛性钾　　　　B．碘化氢 C．硫酸       D．醋酸
9．下列叙述不正确的是(　　)
A．离子晶体中一定含有阴、阳离子
B．离子晶体都是化合物
C．固态不导电、溶于水能导电，这一性质能说明某晶体一定是离子晶体
D．离子晶体一般具有较高的熔点
10．同类晶体物质熔点的变化是有规律的，试分析下表所列两组物质熔点规律性变化的原因：

A组物质	NaCl	KCl	CsCl
熔点(K)	1 074	1 049	918
B组物质	Na	Mg	Al
熔点(K)	317	923	933

晶体熔点的高低，决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是________晶体，晶体微粒之间通过________结合。B组晶体属________晶体，价电子数由少到多的顺序是________，离子半径由大到小的顺序是______________________________________，金属键强度由小到大的顺序是__________。
检测反馈答案
1．【答案】【解析】解析：选B　A项，汞在常温下为液态；C项，r(Ca)<r(K)且价电子数：Ca>K，所以金属键：Ca>K，故熔、沸点：Ca>K；D项，金属的导电性随温度升高而降低。
2．【答案】C
【解析】电荷数：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋＞Li＋＝Na＋；而金属阳离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，则A中熔、沸点：Al＞Mg，B中熔、沸点：Li＞Na，D中熔、沸点：Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。
3．【答案】B
【解析】金属的物理性质是由金属晶体所决定的，A、C、D三项都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的。B项，金属易失电子是由金属原子的结构决定的，和晶体结构无关。
4．【答案】B
【解析】金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A错误；金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子共用，其本质也是电性作用，B正确；金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，C错误；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，并不是能放出可见光，D错误。
5．【答案】A
【解析】氯化钠晶体中，每个Na＋周围结合6个Cl－，而每个Cl－周围结合6个Na＋；氯化钠的晶胞中的质点表示Na＋或Cl－；NaCl只表示Na＋和Cl－个数比为1∶1。
6．【答案】D
【解析】A选项，SiO2晶体熔点也较高，但不是离子晶体；B选项，HCl晶体的水溶液也能导电，也不是离子晶体；C选项，有些晶体如固体氨溶于水，不属于离子晶体；D选项，离子晶体固态时不能导电，熔融状态可导电。
7．【答案】C
【解析】晶格能是指1 mol离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量，故A错误，C正确；晶格能指标准状况下，拆开1 mol离子化合物使其变为气态阴离子和阳离子所需吸收的能量，故B错误；晶格能越大，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大，故D错误。
8．【答案】A
【解析】苛性钾含有离子键，故属于离子晶体；碘化氢、硫酸、醋酸均由共价型分子组成，故三者均为分子晶体。
9．【答案】C
【解析】固体不导电、溶于水能导电的不一定是离子晶体，如AlCl3。
10．【答案】离子　离子键　金属　Na<Mg<Al
r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)　Na<Mg<Al
【解析】A组中，NaCl、KCl、CsCl都是离子晶体，微粒之间通过离子键结合。B组中，Na、Mg、Al都是金属晶体，由于离子半径：r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，价电子数：Na<Mg<Al，因此，从Na到Al，金属键强度逐渐增强。

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[鲁科版] 3.2.1 金属晶体与离子晶体 学案

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