高中化學(xué)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(shí)金屬晶體離子晶體教案選擇性高中選擇性化學(xué)教案

第1課時(shí)

金屬晶體

離子晶體發(fā)展目標(biāo)

系統(tǒng)建立能借助金屬晶體構(gòu)造模型認(rèn)識(shí)金屬晶體的構(gòu)造特色。能利用形成晶體的作使勁解說(shuō)金屬的性質(zhì)。2．認(rèn)識(shí)幾種常有離子晶體的模型，并能解說(shuō)離子晶體的性質(zhì)。一、金屬晶體1．金屬晶體的觀點(diǎn)點(diǎn)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(shí)，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(diǎn)陰、陽(yáng)離子經(jīng)過(guò)離子鍵聯(lián)合，在空間表現(xiàn)周期性重復(fù)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(lèi)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(hào)的鹵化物、AgF、MgOBeO、BeS等BaF2、PbF2、種類(lèi)NH4Cl等等晶格能觀點(diǎn)將1mol離子晶體完整氣化為氣態(tài)陰、陽(yáng)離子所汲取的能量。意義：權(quán)衡離子鍵的強(qiáng)弱。晶格能越大，表示離子鍵越強(qiáng)，離子晶體越穩(wěn)固。4．特征熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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(diǎn)高升。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電。離子晶體的化學(xué)式是表示真實(shí)的分子組成嗎？提示：不是。離子晶體的化學(xué)式僅代表晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比，其實(shí)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(cuò)誤的打“×”。)同主族金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)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(yáng)離子。(×)(3)金屬晶體和離子晶體的導(dǎo)電實(shí)質(zhì)是同樣的。(×)固態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電，這一性質(zhì)能說(shuō)明某晶體必定是離子晶體。金屬鍵的強(qiáng)弱決定金屬晶體的熔點(diǎn)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(diǎn)B．固態(tài)時(shí)擁有優(yōu)秀的導(dǎo)電性C．可溶于極性溶劑D．堅(jiān)硬而易粉碎[離子晶體是陰、陽(yáng)離子經(jīng)過(guò)離子鍵聯(lián)合而成的，在固態(tài)時(shí)，陰、陽(yáng)離子不可以自由挪動(dòng)，因此不導(dǎo)電，離子晶體溶于水或熔融后，電離出能夠自由挪動(dòng)的陰、陽(yáng)離子才能導(dǎo)電，故B錯(cuò)誤。]3．金屬的以下性質(zhì)中和金屬晶體的構(gòu)造沒(méi)關(guān)的是

(

)A．優(yōu)秀的導(dǎo)電性

B．反響中易失電子C．優(yōu)秀的延展性D．優(yōu)秀的導(dǎo)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(xiàng)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(méi)關(guān)。]

B項(xiàng)，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?yàn)榻饘訇?yáng)離子與自由電子間的互相作用沒(méi)有方向性，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)此后，仍可保持這類(lèi)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(huì)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(duì)滑動(dòng)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(shuō)2．金屬晶體熔點(diǎn)的影響要素同種類(lèi)的金屬晶體的熔點(diǎn)由金屬陽(yáng)離子半徑、離子所帶的電荷決定，陽(yáng)離子半徑越小，所帶電荷越多，互相作使勁就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。比如熔點(diǎn)：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(shuō)法不正確的選項(xiàng)是( )A．δ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且近來(lái)的鐵原子有8個(gè)B．γ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且近來(lái)的鐵原子有12個(gè)C．α－Fe晶胞邊長(zhǎng)若為acm，γ－Fe晶胞邊長(zhǎng)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(lèi)同樣D[δ－Fe，中心Fe與8個(gè)極點(diǎn)上的Fe距離相等且近來(lái)；γ－Fe，與每個(gè)鐵原子距離相等且近來(lái)的鐵原子數(shù)為8×3×1＝12，每個(gè)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(lèi)的晶體。]1．以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．組成金屬的微粒是金屬陽(yáng)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(zhuān)屬于某個(gè)特定的金屬離子D．同一類(lèi)晶體間熔點(diǎn)(或沸點(diǎn))相差最大的是金屬晶體[金屬晶體是由金屬陽(yáng)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(zhuān)屬于某一個(gè)或幾個(gè)特定的金屬離子，故

A、B正確，

C錯(cuò)誤；因?yàn)榻饘冁I的強(qiáng)度差別很大，不一樣金屬晶體的熔、沸點(diǎn)相差較大，故

D正確。]2．以下相關(guān)金屬的表達(dá)正確的選項(xiàng)是

(

)A．金屬受外力作用時(shí)經(jīng)常發(fā)生變形而不易折斷，是因?yàn)榻饘匐x子之間有較強(qiáng)的作用B．往常狀況下，金屬里的自由電子會(huì)發(fā)生定向挪動(dòng)，而形成電流C．金屬導(dǎo)熱是借助金屬離子的運(yùn)動(dòng)，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分D．金屬的熱導(dǎo)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(shí)變形而不易折斷是因?yàn)榻饘倬w中各原子層會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變本來(lái)的擺列方式，A錯(cuò)誤；自由電子要在外電場(chǎng)作用下才能發(fā)生定向挪動(dòng)產(chǎn)生電流，B錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)熱主要依賴(lài)自由電子的熱運(yùn)動(dòng)，高升溫度使自由電子與金屬原子屢次碰撞，致使熱導(dǎo)率降低，C錯(cuò)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(gè)

NaCl晶胞中含有幾個(gè)

Na＋、Cl－？提示：4個(gè)

Na＋和

4個(gè)

Cl－。2．NaCl晶體融化時(shí)損壞的作使勁是什么？提示：離子鍵。1．離子晶體的簡(jiǎn)單構(gòu)造種類(lèi)晶體種類(lèi)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(duì)離子晶體特征的理解

①Na＋、Cl－的配位數(shù)均為6②每個(gè)Na＋(Cl－)四周緊鄰(距離近來(lái)且相等)的Cl－＋(Na)組成正八面體③每個(gè)Na＋(Cl－)四周緊鄰的Na＋(Cl－)有12個(gè)④每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na＋、4個(gè)Cl－①Cs＋、Cl－的配位數(shù)均為8②每個(gè)Cs＋(Cl－)四周緊鄰的Cl－(Cs＋)組成正六面體③每個(gè)Cs＋(Cl－)四周緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個(gè)④每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋、1個(gè)Cl－①Zn2＋、S2－的配位數(shù)均為4②每個(gè)Zn2＋(S2－)四周緊鄰的S2－(Zn2＋)組成正四周體③每個(gè)晶胞中有4個(gè)S2－、4個(gè)Zn2＋④Zn2＋與S2－之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)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(duì)值)之比②每個(gè)F－四周緊鄰的4個(gè)Ca2＋組成正四周體，每個(gè)Ca2＋四周緊鄰的8個(gè)F－建立立方體③每個(gè)晶胞中有4個(gè)Ca2＋、8個(gè)F－④Ca2＋與F－之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)的14離子晶體熔、沸點(diǎn)的比較：一般來(lái)說(shuō)，陰、陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。關(guān)于離子晶體的熔、沸點(diǎn)，要注意“一般來(lái)說(shuō)”和“較高”等字詞。“一般來(lái)說(shuō)”說(shuō)明離子晶體的熔、沸點(diǎn)還有些特例；“較高”是與其余晶體種類(lèi)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(lèi)。如在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體必定是離子晶體。離子晶體導(dǎo)電的前提是先電離出自由挪動(dòng)的陰、陽(yáng)離子。難溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)如BaSO4、CaCO3等溶于水時(shí)，因?yàn)闈舛葮O小，故導(dǎo)電性極弱。往常狀況下，它們的水溶液不導(dǎo)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(gè)晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則以下相關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．KO2中只存在離子鍵B．超氧化鉀的化學(xué)式為KO，每個(gè)晶胞含有＋和1－22＋－C．晶體中與每個(gè)K距離近來(lái)的O2有6個(gè)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(yáng)離子分別為＋－＋－－中O—O鍵為共價(jià)鍵。作為面22211＋1－＋心立方晶體，每個(gè)晶胞中含有8×8＋2×6＝4個(gè)K，1＋4×12＝4個(gè)O2，晶胞中與每個(gè)K－個(gè)(上、下、前、后、左、右)。]距離近來(lái)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(shí)來(lái)解答。1．以下描繪切合離子晶體性質(zhì)的是( )A．熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．能溶于CS，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃2D．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm－3A[離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時(shí)能導(dǎo)電，所以B項(xiàng)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(xiàng)描繪的應(yīng)是非極性分子晶體的性質(zhì)；因?yàn)殡x子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以D項(xiàng)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(diǎn)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(yáng)離子不一樣。對(duì)2＋＋2＋2＋進(jìn)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(diǎn)最低。對(duì)Mg、Ca2＋進(jìn)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(qiáng)到弱的BaMg<Ca<Ba，與O次序是MgO>CaO>BaO，相應(yīng)離子晶體的熔點(diǎn)由高到低的次序?yàn)镸gO>CaO>BaO。綜上所述，四種離子晶體熔點(diǎn)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(fù)雜的混淆物，冷卻時(shí)，很多礦物接踵析出，簡(jiǎn)稱(chēng)“巖漿晶出”。實(shí)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(diǎn)較高，更易在巖漿冷卻過(guò)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(guò)本情境素材中對(duì)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(xué)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(dá)來(lái)解說(shuō)的物理性質(zhì)是

(

)A．金屬是熱的良導(dǎo)體B．金屬是電的良導(dǎo)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(yùn)動(dòng)速率增大，與金屬陽(yáng)離子碰撞頻次增大，能夠傳達(dá)能量，故金屬有優(yōu)秀的導(dǎo)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(xiàng)是()22A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用－－的熔點(diǎn)低于CaClB．F的離子半徑小于Cl，則CaF22C．陰陽(yáng)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(xué)鍵為離子鍵，所以CaF在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電22D[CaF2為離子化合物，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，Ca2＋與F－間既有靜電吸引作用，又有靜電排擠作用，A錯(cuò)，D對(duì)；離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，故CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2的熔點(diǎn)，B錯(cuò)；陰陽(yáng)離子比為2∶1的物質(zhì)，其晶體構(gòu)型與陰陽(yáng)離子的半徑的相對(duì)大小相關(guān)，C錯(cuò)。]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(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是漸漸增大的C．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鈉D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣C[鈉、鎂、鋁所對(duì)應(yīng)的陽(yáng)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(diǎn)和硬度Na<Mg<Al，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。從Li到Cs，對(duì)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(diǎn)漸漸降低，2故B項(xiàng)錯(cuò)誤。Mg＋2＋2＋2＋，所以金屬鎂的硬度大于金屬鈣，D項(xiàng)錯(cuò)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(shí)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(qiáng)酸

D．強(qiáng)堿D[非金屬氧化物屬于共價(jià)化合物，

A錯(cuò)誤；非金屬單質(zhì)可能是分子晶體，

也可能是原子晶體，B錯(cuò)誤；強(qiáng)酸屬于共價(jià)化合物，

C錯(cuò)誤；強(qiáng)堿屬于離子化合物，固態(tài)時(shí)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(wèn)題：甲乙丙(1)分別寫(xiě)出三種晶體構(gòu)造模型對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式：甲________、乙________、丙________。在這三種晶體中，與陽(yáng)離子近來(lái)且等距離的陰離子在空間圍成的幾何構(gòu)型分別為_(kāi)____________________。(2)在NaCl、CsCl晶體中，每個(gè)Cl－的四周和它等距離且近來(lái)的Cl－分別有________個(gè)、________個(gè)。[分析]在ZnS晶體中，陰、