高中化學第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)第1課時金屬晶體離子晶體教案選擇性高中選擇性化學教案

第1課時

金屬晶體

離子晶體發(fā)展目標

系統(tǒng)建立能借助金屬晶體構(gòu)造模型認識金屬晶體的構(gòu)造特色。能利用形成晶體的作使勁解說金屬的性質(zhì)。2．認識幾種常有離子晶體的模型，并能解說離子晶體的性質(zhì)。一、金屬晶體1．金屬晶體的觀點點撥：金屬晶體中因金屬鍵的存在使得金屬擁有優(yōu)秀的延展性和可塑性。2．常有金屬晶體的構(gòu)造Ca、Cu、Au、Al、Pd、常有金屬Li、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、TiPt、Ag構(gòu)造表示圖金屬在發(fā)生變形延展時，金屬鍵斷裂嗎？提示：不停裂。金屬在往常狀況下都是晶體嗎？金屬晶體的性質(zhì)與哪些要素相關(guān)？提示：不是，如汞；金屬鍵和金屬原子的聚積方式?jīng)Q定金屬的性質(zhì)。二、離子晶體1．觀點陰、陽離子經(jīng)過離子鍵聯(lián)合，在空間表現(xiàn)周期性重復擺列所形成的晶體。2．常有的離子晶體晶體NaCl

型

CsCl

型

ZnS型

CaF2型種類晶胞晶胞Na＋4Cs＋1Zn2＋4Ca2＋4中微Cl－4Cl－1S2－4F－8粒數(shù)Li、Na、K、RbCsBr、CsI、符號的鹵化物、AgF、MgOBeO、BeS等BaF2、PbF2、種類NH4Cl等等晶格能觀點將1mol離子晶體完整氣化為氣態(tài)陰、陽離子所汲取的能量。意義：權(quán)衡離子鍵的強弱。晶格能越大，表示離子鍵越強，離子晶體越穩(wěn)固。4．特征熔點、沸點較高，并且跟著離子電荷的增添，離子間距的縮短，晶格能增大，熔點高升。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。在固態(tài)時不導電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導電。離子晶體的化學式是表示真實的分子組成嗎？提示：不是。離子晶體的化學式僅代表晶體中陰、陽離子個數(shù)比，其實不代表分子組成，所以離子晶體中不存在分子。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”。)同主族金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點漸漸降低，表現(xiàn)金屬鍵漸漸減弱。(2)離子晶體必定含有金屬陽離子。(×)(3)金屬晶體和離子晶體的導電實質(zhì)是同樣的。(×)固態(tài)不導電、水溶液能導電，這一性質(zhì)能說明某晶體必定是離子晶體。金屬鍵的強弱決定金屬晶體的熔點和硬度。(√)2．離子晶體不行能擁有的性質(zhì)是( )A．較高的熔、沸點B．固態(tài)時擁有優(yōu)秀的導電性C．可溶于極性溶劑D．堅硬而易粉碎[離子晶體是陰、陽離子經(jīng)過離子鍵聯(lián)合而成的，在固態(tài)時，陰、陽離子不可以自由挪動，因此不導電，離子晶體溶于水或熔融后，電離出能夠自由挪動的陰、陽離子才能導電，故B錯誤。]3．金屬的以下性質(zhì)中和金屬晶體的構(gòu)造沒關(guān)的是

(

)A．優(yōu)秀的導電性

B．反響中易失電子C．優(yōu)秀的延展性D．優(yōu)秀的導熱性B[金屬的物理性質(zhì)是由金屬晶體所決定的，A、C、D三項都是金屬共有的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)都是由金屬晶體所決定的。體構(gòu)造沒關(guān)。]

B項，金屬易失電子是由金屬原子的構(gòu)造決定的，和晶金屬晶體(修養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨別與微觀探析

)飛體制造中使用大批合金。1．金屬為何擁有較好的延展性？提示：金屬晶體中因為金屬陽離子與自由電子間的互相作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動此后，仍可保持這類互相作用，因此即便在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。金屬晶體中原子的聚積方式也會影響金屬的性質(zhì)，擁有最密聚積構(gòu)造的金屬延展性常常比其余構(gòu)造的金屬的延展性好。2．合金為何比純金屬的性質(zhì)優(yōu)勝？提示：合金內(nèi)加入了其余元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀擺列，使原子層之間的相對滑動變得困難。所以，在一般狀況下，合金比純金屬硬度大。1．金屬物理通性的解說2．金屬晶體熔點的影響要素同種類的金屬晶體的熔點由金屬陽離子半徑、離子所帶的電荷決定，陽離子半徑越小，所帶電荷越多，互相作使勁就越強，熔點就越高。比如熔點：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，Na＜Mg＜Al?！纠?】鐵有δ、γ、α三種晶體構(gòu)造，如圖是δ、γ、α三種晶體不一樣溫度下轉(zhuǎn)化的表示圖，以下相關(guān)說法不正確的選項是( )A．δ－Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且近來的鐵原子有8個B．γ－Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且近來的鐵原子有12個C．α－Fe晶胞邊長若為acm，γ－Fe晶胞邊長若為bcm，則α－Fe和γ－Fe兩種晶體的密度比為b3∶4a3D．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和遲緩冷卻，獲得的晶體種類同樣D[δ－Fe，中心Fe與8個極點上的Fe距離相等且近來；γ－Fe，與每個鐵原子距離相等且近來的鐵原子數(shù)為8×3×1＝12，每個晶胞中含鐵原子數(shù)為8×1＋6×1＝4，α－28211433Fe晶胞中含鐵原子數(shù)為8×8＝1，則α－Fe和γ－Fe兩種晶體的密度比為a3∶b3＝b∶4a；由三種晶體的轉(zhuǎn)變溫度關(guān)系能夠看出急速冷卻和遲緩冷卻獲得兩種不一樣種類的晶體。]1．以下表達錯誤的選項是( )A．組成金屬的微粒是金屬陽離子和自由電子B．金屬晶體內(nèi)部都有自由電子C．金屬晶體內(nèi)自由電子散布不平均，專屬于某個特定的金屬離子D．同一類晶體間熔點(或沸點)相差最大的是金屬晶體[金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子組成的，自由電子幾乎平均散布在金屬晶體內(nèi)，不專屬于某一個或幾個特定的金屬離子，故

A、B正確，

C錯誤；因為金屬鍵的強度差別很大，不一樣金屬晶體的熔、沸點相差較大，故

D正確。]2．以下相關(guān)金屬的表達正確的選項是

(

)A．金屬受外力作用時經(jīng)常發(fā)生變形而不易折斷，是因為金屬離子之間有較強的作用B．往常狀況下，金屬里的自由電子會發(fā)生定向挪動，而形成電流C．金屬導熱是借助金屬離子的運動，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的熱導率隨溫度的高升而降低[依據(jù)電子氣理論可知，金屬受外力作用時變形而不易折斷是因為金屬晶體中各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會改變本來的擺列方式，A錯誤；自由電子要在外電場作用下才能發(fā)生定向挪動產(chǎn)生電流，B錯誤；金屬導熱主要依賴自由電子的熱運動，高升溫度使自由電子與金屬原子屢次碰撞，致使熱導率降低，C錯誤，D正確。]離子晶體(修養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨別與微觀探析

)氯化鈉晶體及構(gòu)造模型1．1個

NaCl晶胞中含有幾個

Na＋、Cl－？提示：4個

Na＋和

4個

Cl－。2．NaCl晶體融化時損壞的作使勁是什么？提示：離子鍵。1．離子晶體的簡單構(gòu)造種類晶體種類晶胞表示圖構(gòu)造特色NaCl型(Li、Na、K和Rb的鹵化物，AgF，MgO等)CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)ZnS型(BeO、BeS等)CaF2型對離子晶體特征的理解

①Na＋、Cl－的配位數(shù)均為6②每個Na＋(Cl－)四周緊鄰(距離近來且相等)的Cl－＋(Na)組成正八面體③每個Na＋(Cl－)四周緊鄰的Na＋(Cl－)有12個④每個晶胞中含4個Na＋、4個Cl－①Cs＋、Cl－的配位數(shù)均為8②每個Cs＋(Cl－)四周緊鄰的Cl－(Cs＋)組成正六面體③每個Cs＋(Cl－)四周緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個④每個晶胞中含1個Cs＋、1個Cl－①Zn2＋、S2－的配位數(shù)均為4②每個Zn2＋(S2－)四周緊鄰的S2－(Zn2＋)組成正四周體③每個晶胞中有4個S2－、4個Zn2＋④Zn2＋與S2－之間的最短距離為晶胞體對角線長的14Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4，兩者的配位數(shù)之比等于兩者電荷(絕對值)之比②每個F－四周緊鄰的4個Ca2＋組成正四周體，每個Ca2＋四周緊鄰的8個F－建立立方體③每個晶胞中有4個Ca2＋、8個F－④Ca2＋與F－之間的最短距離為晶胞體對角線長的14離子晶體熔、沸點的比較：一般來說，陰、陽離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。關(guān)于離子晶體的熔、沸點，要注意“一般來說”和“較高”等字詞?！耙话銇碚f”說明離子晶體的熔、沸點還有些特例；“較高”是與其余晶體種類比較的結(jié)果。離子晶體的一些特別物理性質(zhì)可用于確立晶體種類。如在固態(tài)時不導電，在熔融狀態(tài)下能導電的晶體必定是離子晶體。離子晶體導電的前提是先電離出自由挪動的陰、陽離子。難溶于水的強電解質(zhì)如BaSO4、CaCO3等溶于水時，因為濃度極小，故導電性極弱。往常狀況下，它們的水溶液不導電?！纠?】高溫下，超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體構(gòu)造。圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)。則以下相關(guān)說法正確的選項是( )A．KO2中只存在離子鍵B．超氧化鉀的化學式為KO，每個晶胞含有＋和1－22＋－C．晶體中與每個K距離近來的O2有6個D．晶體中，全部原子之間都是以離子鍵聯(lián)合C[依據(jù)題給信息，超氧化鉀晶體是面心立方晶體，超氧化鉀晶體(KO2)是離子化合物，陰、陽離子分別為＋－＋－－中O—O鍵為共價鍵。作為面22211＋1－＋心立方晶體，每個晶胞中含有8×8＋2×6＝4個K，1＋4×12＝4個O2，晶胞中與每個K－個(上、下、前、后、左、右)。]距離近來的O2有6第一要記著NaCl型、CsCl型晶體的構(gòu)造特色，而后聯(lián)系立體幾何知識來解答。1．以下描繪切合離子晶體性質(zhì)的是( )A．熔點1070℃，易溶于水，水溶液能導電B．熔點10.31℃，液態(tài)不導電，水溶液能導電C．能溶于CS，熔點112.8℃，沸點444.6℃2D．熔點97.81℃，質(zhì)軟，導電，密度0.97g·cm－3A[離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時能導電，所以B項描繪的不是離子晶體的性質(zhì)；CS2是非極性溶劑，依據(jù)“相像相溶”規(guī)律知，C項描繪的應(yīng)是非極性分子晶體的性質(zhì)；因為離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導電，所以D項描繪的不是離子晶體的性質(zhì)。]2．MgO、Rb2O、CaO、BaO四種離子晶體熔點的高低次序是( )2A．MgO>RbO>BaO>CaOB．MgO>CaO>BaO>Rb22C．CaO>BaO>MgO>RbD．CaO>BaO>Rb2O>MgOB[四種離子晶體所含陰離子同樣，所含陽離子不一樣。對2＋＋2＋2＋進行Mg、Rb、Ca、Ba＋2－形成的離子鍵最弱，故22＋2＋、比較，Rb所帶電荷數(shù)少，其與ORbO的熔點最低。對Mg、Ca2＋進行比較，它們所帶電荷同樣多，半徑2＋2＋2＋2－形成的離子鍵由強到弱的BaMg<Ca<Ba，與O次序是MgO>CaO>BaO，相應(yīng)離子晶體的熔點由高到低的次序為MgO>CaO>BaO。綜上所述，四種離子晶體熔點的高低次序是MgO>CaO>BaO>Rb2。]巖漿晶出規(guī)則與晶格能火山噴出的巖漿是一種復雜的混淆物，冷卻時，很多礦物接踵析出，簡稱“巖漿晶出”。實考證明，巖漿晶出的序次與晶格能的大小相關(guān)。硅酸鹽和石英的晶出序次與晶格能1．晶格能的大小與什么要素相關(guān)？提示：離子半徑越小，離子所帶電荷越多，晶格能越大。2．為何石英在硅酸鹽礦物中最后析出？提示：晶格能高的晶體熔點較高，更易在巖漿冷卻過程中先結(jié)晶。石英在硅酸鹽礦物中晶格能較小，所以石英最后析出。經(jīng)過本情境素材中對晶格能的影響要素及晶體性質(zhì)的影響要素的研究，提高了“宏觀辨別與微觀探析”的學科修養(yǎng)。1．可用自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳達來解說的物理性質(zhì)是

(

)A．金屬是熱的良導體B．金屬是電的良導體C．金屬有優(yōu)秀的延展性D．有金屬光彩，不透明[金屬中的自由電子受熱后運動速率增大，與金屬陽離子碰撞頻次增大，能夠傳達能量，故金屬有優(yōu)秀的導熱性，A正確。]2．氟在自然界中常以CaF的形式存在。以下相關(guān)CaF的表述正確的選項是()22A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用－－的熔點低于CaClB．F的離子半徑小于Cl，則CaF22C．陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型同樣D．CaF中的化學鍵為離子鍵，所以CaF在熔融狀態(tài)下能導電22D[CaF2為離子化合物，熔融狀態(tài)下能導電，Ca2＋與F－間既有靜電吸引作用，又有靜電排擠作用，A錯，D對；離子半徑越小，離子鍵越強，故CaF2的熔點高于CaCl2的熔點，B錯；陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，其晶體構(gòu)型與陰陽離子的半徑的相對大小相關(guān)，C錯。]3．(修養(yǎng)題)要使金屬晶體融化一定損壞此中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷以下說法正確的選項是( )A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是漸漸增大的C．金屬鎂的熔點大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣C[鈉、鎂、鋁所對應(yīng)的陽離子半徑挨次減小，且＋2＋、Al3＋的電荷數(shù)挨次增添，Na、Mg所以熔、沸點和硬度Na<Mg<Al，故A項錯誤，C項正確。從Li到Cs，對應(yīng)金屬離子的半徑漸漸增大，金屬離子所帶電荷同樣，金屬鍵漸漸減弱，熔、沸點漸漸降低，2故B項錯誤。Mg＋2＋2＋2＋，所以金屬鎂的硬度大于金屬鈣，D項錯誤。]和Ca電荷數(shù)同樣，半徑Mg<Ca4．以下各種物質(zhì)中，固態(tài)時只好形成離子晶體的是( )A．非金屬氧化物

B．非金屬單質(zhì)C．強酸

D．強堿D[非金屬氧化物屬于共價化合物，

A錯誤；非金屬單質(zhì)可能是分子晶體，

也可能是原子晶體，B錯誤；強酸屬于共價化合物，

C錯誤；強堿屬于離子化合物，固態(tài)時只好形成離子晶體，D正確。

]5．以下圖是ZnS、CsCl、NaCl晶體的構(gòu)造模型，依據(jù)圖示回答以下問題：甲乙丙(1)分別寫出三種晶體構(gòu)造模型對應(yīng)物質(zhì)的化學式：甲________、乙________、丙________。在這三種晶體中，與陽離子近來且等距離的陰離子在空間圍成的幾何構(gòu)型分別為_____________________。(2)在NaCl、CsCl晶體中，每個Cl－的四周和它等距離且近來的Cl－分別有________個、________個。[分析]在ZnS晶體中，陰、