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1、第3章 物质的聚集状态与物质性质,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。 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物理性质。 3.了解晶格能的概念和意义。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,一、金属晶体,基础知识导学,答案,金属原子,1.概念及物理性质,金属键,金属阳离子,自由电子,金属键,答案,2.常见金属晶体的结构型式,6,1,8,2,答案,12,6,12,4,相关视频,答案,议一议 1.为什么金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点？,答案由于金属键没有饱和性和
2、方向性，从而导致金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。,2.金属在拉成丝或压成薄片的过程中金属键遭到破坏了吗？,答案金属晶体由金属原子堆积而成，金属在拉成丝或压成薄片过程中，层与层之间可以发生相对滑动，但金属键仍然存在，所以金属键不会断裂，故金属具有良好的延展性。,二、离子晶体,答案,1.概念,阳离子和阴离子,离子键,阳离子、阴离子,离子键,答案,2.常见AB型的离子晶体,6,8,4,答案,4,4,1,1,4,4,答案,3.晶格能,气化,强,稳定,正比,反比,结构型式,高,大,答案,4.物理性质,难溶,不导电,易溶,能导电,答案,议一议 1.离子晶体的化学
3、式代表的是真正的分子组成吗？,答案离子晶体中不存在分子，离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子的个数比，并不代表分子组成。,2.在熔融状态下能导电的化合物形成的晶体一定是离子晶体吗？,答案一定是离子晶体。只有金属单质和离子化合物在熔融状态导电。,3.根据晶格能的知识回答： (1)为何Na2O的晶格能大于NaF，而KCl的晶格能大于KI?,答案晶格能与离子所带的电荷数成正比，而与离子半径的大小成反比。在Na2O和NaF中，O2所带的电荷数比F多，故Na2O的晶格能大于NaF；而KCl和KI中，Cl半径小于I的半径，故KCl的晶格能大于KI。,(2)火山喷出岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比Hg
4、S先析出，原因是_。,二者均为离子晶体， ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出,(3)KCl、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是_。,MgOCaOKCl,返回,答案,一、金属晶体与离子晶体的结构与物理性质,重点难点探究,金属晶体与离子晶体的组成与性质,(1)离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。 (2)离子晶体中不存在单个分子。 (3)含有金属阳离子的晶体可能是金属晶体，也可能是离子晶体，因此含金属阳离子的晶体中不一定存在阴离子。,关键提醒,解析答案,例1 下列性质适合于离子晶体的是( ) A
5、.熔点1 070 ，易溶于水，水溶液能导电 B.熔点10.31 ，液态不导电，水溶液能导电 C.能溶于CS2，熔点112.8 ，沸点444.6 D.熔点97.81 ，质软，导电，密度0.97 gcm3,解析离子晶体在液态(即熔融态)时导电， B项不是离子晶体； CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”的规律，C项也不是离子晶体； 由于离子晶体质硬易碎，且固态不导电，所以D项也不是离子晶体。,A,离子晶体的判断方法 (1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。 (2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物，强碱和绝大多数盐类是离子晶体。 (3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。 (4)依
6、据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水，难溶于有机溶剂。,解题反思,变式训练1 下列说法中正确的是( ) A.固态能导电的晶体一定是金属晶体 B.固态不能导电，水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 C.熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 D.固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体,解析答案,解析固态时能导电的晶体不一定是金属晶体，如硅和石墨等不是金属晶体，A不正确； 固态不能导电，水溶液能导电的晶体不一定是离子晶体，如P2O5等不是离子晶体，B不正确； 金属熔融状态也能导电，C不正确； 离子晶体是阴、阳离子组成的，固态时阴、阳离子不能自由移动，不导电，熔融状态时电离出自由
7、移动的离子而导电。,答案D,离子晶体在固态下不导电，熔融状态导电；共价化合物在固态和熔融状态均不导电，故可以通过熔融状态能否导电的实验检验某化合物是否为离子晶体。,解题反思,二、金属晶体和离子晶体熔、沸点的比较,1.金属晶体熔、沸点的规律 (1)金属的熔、沸点取决于金属键的强弱，一般金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部金属键越强，晶体熔、沸点越高。 (2)金属晶体的熔点差别较大，如Hg熔点很低，碱金属熔点较低，铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子和自由电子的作用力不同造成的。 (3)同一周期主族金属单质的熔点由左到右升高；同一主族金属单质的熔点自上而下降低。
8、 (4)合金的熔点低于成分金属的熔点。,2.离子晶体熔、沸点的规律 一般来说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，晶体熔、沸点越高。,解析答案,例2 根据表格数据回答下列有关问题： (1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示：,NaBr晶体比NaCl晶体晶格能_(填“大”或“小”)，主要原因是_。 MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是_。 NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是_。 (2)NaF的熔点_ 的熔点(填“”、“”或“”)，其原因是_。,解析利用离子晶体中离子的核间距、离子的电荷数与晶格能的关系，晶格能越大，离子晶体越
9、稳定，熔、沸点越高。,答案(1)小NaBr比NaCl离子的核间距大 氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的核间距小 MgO (2)两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低,方法规律,离子晶体结构类型相同时，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，晶体熔、沸点越高，硬度越大。,变式训练2 金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小相关。由此判断下列说法正确的是() A.金属镁的硬度大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C.金属镁的熔点大于金属钠 D.金属镁的
10、硬度小于金属钙,解析答案,解析镁离子比铝离子的半径大，而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；金属镁比金属钠离子的半径小而所带电荷多，金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；镁比钙离子的半径小，金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。,答案C,三、常见的金属晶体与离子晶体的结构,1.常见金属晶体的结构,2.常见的离子晶体,关键提醒,AB型离子晶体的阴、阳离子的配位数相等；ABn型A、B离子的配位数比值为n1。,相关视频,例3 回答下列问题： (1)下图所示是从NaCl或Cs
11、Cl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(),A.和 B.和 C.和 D.只有,解析答案,解析根据NaCl和CsCl两种典型离子晶体的结构特点分析图示。图中黑球的配位数为6，图应为简单立方结构，故和应表示NaCl的晶体结构。图中黑球的配位数为8，图为体心立方结构，故和应表示CsCl的晶体结构。,答案 C,(2)下图是CaF2晶体的晶胞示意图，回答下列问题：,Ca2的配位数是_，F的配位数是_。,解析每个Ca2周围吸引8个F，每个F周围吸收4个Ca2，所以Ca2的配位数为8，F的配位数为4。,8,4,解析答案,该晶胞中含有的Ca2数目是_，F数目是_，,解析
12、答案,解析F位于晶胞内部，所以每个晶胞中含有F8个。含有Ca2为 8 64个。,4,8,CaF2晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。,解析答案,解题反思,晶胞密度的计算方法 (1)以晶胞为研究对象，运用切割法分析每个晶胞中含有的微粒数，计算一个晶胞的质量m (NA为阿伏加德罗常数，n为晶胞中所含微粒个数，M为所含微粒的摩尔质量)。 (2)结合晶胞中的几何关系，计算一个晶胞的体积，用mV的关系计算。,解析答案,变式训练3铜和铝都具有良好的延展性，与金属键和金属的堆积方式有关。 (1)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如下图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离
13、最近的铜原子数目为_。,解析铜晶胞为面心立方晶胞，故每个铜原子周围距离最近的铜原子为4312个。,12,(2)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_gcm3(不必计算出结果)。,解析答案,返回,解题反思,正方体晶胞的边长a与晶胞的面对角线、体对角线的关系：,1.金属具有延展性的原因是( ) A.金属原子半径都较大，价电子较少 B.密堆积的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式和金属键 C.金属键很弱 D.金属键没有饱和性,B,随堂达标检测,1,2,3,解析答案,4,5,解析金属具有延展性是由于密堆积层的阳离子受到外力作用
14、时容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键。,6,2.下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是( ) 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,A,解析答案,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；NaCl只表示Na和Cl个数比为11。,1,2,3,4,5,6,3.下列关于晶格能的叙述中正确的是( ) A.晶格能是气态原子形成1 mol离子晶体所释放的能量 B.晶格能仅与形成晶体的离子半径有关 C.晶格能是指相邻的
15、离子间的静电作用 D.晶格能越大的离子晶体，其熔点越高、硬度越大,D,解析答案,解析晶格能是将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量，晶格能与离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子核间距离成反比。晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，硬度也越大，所以D项正确。,1,2,3,4,5,6,4.离子晶体一般不具有的特征是() A.熔点较高，硬度较大 B.易溶于水而难溶于有机溶剂 C.固体时不能导电 D.离子间距离较大，其密度较大,D,解析答案,解析离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包括A、B、C项所述；离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的密堆积形式等。,1,2,3,4,5,6,5.科学家通过X射线探明，KCl、MgO、CaO、NiO、FeO、CaC2的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。 (1)某同学画出的MgO晶胞结构示意图如右图所示，请改正图中错误：_ _。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析Mg2和O2的半径是O2Mg2，故空心球应为O2，实心球应为Mg2；图中应该黑白球交替出现，故8号球应为实心球。,空心球应为O2，,实心球应为Mg2；8号空心球应改为实心球,(2)MgO是
