高二 人教版 化學(xué) 選擇性必修2 第三單元《第2課時(shí) 離子晶體、過渡晶體與混合型晶體》課件

高二—人教版—化學(xué)—選擇性必修2—第三單元第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第2課時(shí)

離子晶體、過渡晶體與混合型晶體【教學(xué)目標(biāo)】1.知道離子鍵的特點(diǎn)，能以NaCl、CsCl為例解釋典型離子化合物的某些性質(zhì)，并能舉例說明不同離子晶體的熔點(diǎn)差異。2.知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。3.知道晶體中粒子間的各種相互作用力，比較四類典型晶體的構(gòu)成粒子、粒子間的相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。常見的離子晶體氯化鈉晶體硫酸銅晶體圖片來源網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)結(jié)合生活常識(shí)，描述NaCl晶體的硬度和熔點(diǎn)等性質(zhì)？用手揉捏食鹽硬度大生活經(jīng)驗(yàn)NaCl的物理性質(zhì)燒烤、爆炒等加入食鹽，未見其熔融熔點(diǎn)較高（801℃）構(gòu)成NaCl晶體的微粒是什么？它們之間的作用力是什么？Cl?Na+

NaCl晶體是由鈉離子和氯離子構(gòu)成，粒子間作用力為陰陽離子間的靜電作用——離子鍵。

離子鍵作用力較強(qiáng)，克服其需要的能量較高，所以NaCl晶體硬度大、熔點(diǎn)高。定義：由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。成鍵微粒：陰、陽離子。相互作用：離子鍵。常見的離子晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分鹽等。一、離子晶體NaClCsClCaF2ZnS典型的離子晶體晶胞圖片來源網(wǎng)絡(luò)

在NaCl晶胞模型中有“最小平行六面體”，這種“最小平行六面體”是不是NaCl的晶胞？為什么？

此“最小平行六面體”8個(gè)頂角不相同，平移后不能進(jìn)行“無隙并置”，不符合晶胞的結(jié)構(gòu)要求，不是晶胞。xyz圖片來源網(wǎng)絡(luò)與Na+等距離且最近Cl-

有

個(gè)。6與Cl-等距離且最近Na+

有

個(gè)。6晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)比為

。1:1圖片來源網(wǎng)絡(luò)Cl?Na+NaCl晶胞

觀察NaCl晶胞，回答下列問題：（1）Na+和Cl-在晶胞中的位置？（2）計(jì)算每個(gè)晶胞中Na+和Cl-的數(shù)目？

Na+：晶胞體內(nèi)和和棱上。Cl?：頂角和面上。Na+：1×1+12×1/4=4Cl?：8×1/8+6×1/2=4CsCl晶胞

觀察氯化銫晶胞，回答下列問題：（1）如何判斷這個(gè)結(jié)構(gòu)是晶胞？（2）Cs+和Cl-在晶胞中的位置？

Cl?Cs+

結(jié)構(gòu)符合“8個(gè)頂點(diǎn)相同”、“三套各四根平行棱分別相同”、“三套各兩個(gè)平行面分別相同”特點(diǎn)。

Cs+：晶胞體內(nèi)

Cl?：頂角CsCl晶胞觀察氯化銫晶胞，回答下列問題：（3）計(jì)算每個(gè)晶胞含Cs+、Cl-的個(gè)數(shù)？（4）CsCl是“分子式”嗎？Cl?Cs+Cs+：1×1=1Cl?：8×1/8=1

不是，這是“化學(xué)式”，表示氯化銫晶體中Cs+與Cl-個(gè)數(shù)比為1:1。硬度熔點(diǎn)沸點(diǎn)NaCl大801℃1413℃CsCl645℃1290℃資料卡片

NaCl、CsCl都是堿金屬氯化物，是典型離子晶體，硬度、熔沸點(diǎn)都較高，但是熔沸點(diǎn)差異較大，原因是什么？

離子晶體離子鍵強(qiáng)弱不同，晶胞不同，會(huì)影響離子晶體的物理性質(zhì)。分析下表中離子化合物的數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？

結(jié)論：與金屬晶體類似，離子晶體由于離子鍵強(qiáng)弱不同，熔、沸點(diǎn)差異較大。四種晶體模型晶體類型金屬晶體離子晶體分子晶體共價(jià)晶體構(gòu)成微粒物質(zhì)類別物理性質(zhì)決定熔沸點(diǎn)高低的因素導(dǎo)電性金屬陽離子、自由電子陰、陽離子分子原子金屬單質(zhì)、合金非金屬氫化物、部分非金屬單質(zhì)、部分非金屬氧化物、酸、大多數(shù)有機(jī)物某些單質(zhì)如硅、鍺等，某些非金屬化合物如二氧化硅、碳化硅等硬度和密度較大，熔沸點(diǎn)較高硬度和密度較大，熔沸點(diǎn)較高硬度和密度較小，熔沸點(diǎn)較低硬度和密度大，熔沸點(diǎn)高金屬鍵強(qiáng)弱離子鍵強(qiáng)弱范德華力（或氫鍵）的強(qiáng)弱共價(jià)鍵的強(qiáng)弱固態(tài)、熔融均可導(dǎo)電熔融或溶于水能導(dǎo)電某些溶于水能導(dǎo)電不導(dǎo)電（硅、鍺是半導(dǎo)體）強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分鹽化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵。晶體是離子晶體和共價(jià)晶體之間的過渡晶體。偏向離子晶體的過渡晶體當(dāng)做離子晶體處理，如Na2O；偏向共價(jià)晶體的過渡晶體當(dāng)做共價(jià)晶體處理，如Al2O3、SiO2。二、過渡晶體分析下表中數(shù)據(jù)，如何理解化學(xué)鍵的組成？如何理解晶體類型？

推測(cè)P2O5、SO3、Cl2O7的化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)？結(jié)合元素周期律解釋這一變化趨勢(shì)產(chǎn)生的原因？

第三周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，與氧元素的電負(fù)性的差值逐漸減小，離子鍵成分逐漸減少，共價(jià)鍵成分逐漸增多。共價(jià)鍵不再貫穿整個(gè)晶體，而是局限于晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中，由此推斷P2O5、SO3、Cl2O7為分子晶體。純粹典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體都是它們之間的過渡晶體。離子晶體共價(jià)晶體分子晶體

金剛石熔點(diǎn)高、質(zhì)地堅(jiān)硬、不能導(dǎo)電。而石墨熔點(diǎn)高，但質(zhì)地較軟、具有較好的導(dǎo)電性。請(qǐng)根據(jù)金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型分析它們性質(zhì)異同的原因？三、混合型晶體石墨晶體二維平面結(jié)構(gòu)sp2雜化平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)sp3雜化金剛石晶體結(jié)構(gòu)石墨的層狀結(jié)構(gòu)層與層之間靠范德華力維系

層與層之間易于斷開而滑動(dòng)，石墨質(zhì)地較軟，常用作潤滑劑。

觀察石墨晶體的結(jié)構(gòu)，圖中數(shù)據(jù)的意義是什么？決定了石墨的什么性質(zhì)？

碳原子的核間距層間距離

C-C共價(jià)鍵的鍵長很短，鍵能很大，石墨的熔點(diǎn)很高。石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化p軌道未參與雜化p軌道，且有一個(gè)電子。

p軌道中的電子能在整個(gè)碳原子平面運(yùn)動(dòng)，因此石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性，且導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向。層與層距離較遠(yuǎn)。石墨晶體｛分子晶體金屬晶體混合型晶體

由石墨晶體結(jié)構(gòu)以及物理性質(zhì)特點(diǎn)，判斷石墨晶體的類型？共價(jià)晶體石墨烯簡(jiǎn)介及其應(yīng)用（視頻來源于網(wǎng)絡(luò)）

在考察了大量的晶體后，人們發(fā)現(xiàn)，許多晶體不能被歸為分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體與離子晶體的某一類。但是，四類晶體仍然是考察晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。課堂小結(jié)硅酸鹽

硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結(jié)構(gòu)豐富多樣，既有有限數(shù)目的硅氧四面體構(gòu)建的簡(jiǎn)單陰離子，如SiO44-、Si2O76-、(SiO3)612-(六元環(huán))等，也有以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一維、二維、三維無限伸展的共價(jià)鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結(jié)構(gòu)。部分Si被Al取代則得到鋁硅酸鹽。【拓展延伸】納米晶體納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米（10-9m)量級(jí)的晶體。納米晶體相對(duì)于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會(huì)呈現(xiàn)新的特性，有廣闊的應(yīng)用前景。僅以熔點(diǎn)為例，當(dāng)晶體顆粒小至納米量級(jí)，熔點(diǎn)會(huì)下降。例如，金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系

。晶體顆粒小于200nm時(shí)，晶粒越小，金屬鉛的熔點(diǎn)越低。因此，我們通常說純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但當(dāng)純物質(zhì)晶體的顆粒小于200nm(或者250nm）時(shí)，其熔點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化。納米晶體為什么會(huì)有不同于大塊晶體的特性呢？主要原因是晶體的表面積增大。【拓展延伸】課堂到此結(jié)束

謝謝大家的觀看！高二—人教版—化學(xué)—選擇性必修2—第三單元第三節(jié)金屬晶體與離子晶體——離子晶體、過渡晶體與混合型晶體（答疑）練習(xí)與應(yīng)用3.關(guān)于晶體的下列說法中，正確的是（）A.共價(jià)晶體中可能含有離子鍵B.離子晶體中可能含有共價(jià)鍵C.離子晶體中只含有離子鍵，不含共價(jià)鍵D.任何晶體中，若含有陽離子就一定有陰離子B解析：大量離子晶體的陰離子或陽離子不是單原子離子，例如碳酸鈣、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸銅晶體等這些離子晶體中還存在共價(jià)鍵、氫鍵等作用力。練習(xí)與應(yīng)用4.下列物質(zhì)中，含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是（）A.NaClB.Na2OC.Na2O2D.NaOHD解析：NaCl、Na2O只含有離子鍵。Na2O2

有離子鍵，同時(shí)過氧酸根中存在非極性共價(jià)鍵。NaOH用離子鍵，同時(shí)氫氧根中存在極性共價(jià)鍵。5.下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是（）A.CO2和SiO2B.NaCl和HClC.CO2和CS2D.CCl4和MgCl2C練習(xí)與應(yīng)用解析：CO2

、HCl、CS2

、CCl4都是分子晶體，SiO2是共價(jià)晶體，NaCl和MgCl2為離子晶體。練習(xí)與應(yīng)用8.按構(gòu)成晶體的粒子和粒子間作用力的不同，將以下晶體進(jìn)行分類：

氯化銫、石英、金剛砂、水、苯酚（C6H5OH）、鐵、氯酸鉀、

高錳酸鉀分子晶體：水、苯酚；

共價(jià)晶體：石英、金剛