第1課時(shí)金屬晶體離子晶體(基礎(chǔ)課)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)幾種簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)模型素養(yǎng)目標(biāo)1．能借助金屬晶體結(jié)構(gòu)模型認(rèn)識(shí)金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。能利用形成晶體的作用力解釋金屬的性質(zhì)。2．認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)離子晶體的模型，并能解釋離子晶體的性質(zhì)。建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。舊知回顧1．金屬具有很多共同的物理性質(zhì)。例如，常溫下它們都是固體(汞除外)，有金屬光澤，大多數(shù)為電和熱的優(yōu)良導(dǎo)體，有延展性，密度較大，熔點(diǎn)較高。2．加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的合金，其性能會(huì)發(fā)生改變。合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好，因此，合金具有更廣泛的用途。3．離子鍵：陰、陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵。4．離子化合物中一定含有離子鍵，離子化合物中不存在單個(gè)的分子。必備知識(shí)自主預(yù)習(xí)一、金屬晶體1．概念金屬原子通過(guò)______形成的晶體稱為金屬晶體。2．特點(diǎn)金屬鍵沒(méi)有____性和____性，金屬晶體可以看作是________的堆積。金屬鍵飽和方向等徑圓球常見(jiàn)金屬Ca、Cu、Au、Al、Pd、Pt、AgLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti結(jié)構(gòu)示意圖

配位數(shù)_____3．常見(jiàn)金屬晶體的結(jié)構(gòu)128124．物理通性(1)通性：金屬晶體具有金屬光澤，有良好的____、____和______。(2)原因：金屬鍵在整個(gè)____的范圍內(nèi)起作用。在鍛壓或錘打時(shí)，密堆積層的金屬原子之間比較容易產(chǎn)生____，這種滑動(dòng)不會(huì)破壞密堆積的排列方式，而且在滑動(dòng)過(guò)程中“________”能夠維系整個(gè)金屬鍵的存在，即各層之間始終保持著金屬鍵的作用，因此金屬晶體雖然發(fā)生了形變但不致斷裂。延性展性可塑性晶體滑動(dòng)自由電子想一想金屬在發(fā)生變形延展時(shí)，金屬鍵斷裂嗎？提示：不斷裂。晶體類型NaCl型CsCl型CaF2型晶胞

二、離子晶體1．概念陰、陽(yáng)離子在空間呈現(xiàn)周期性重復(fù)排列所形成的晶體。2．常見(jiàn)的離子晶體晶體類型NaCl型CsCl型CaF2型晶胞中微粒數(shù)Na＋

_Cl－

_Cs＋

_Cl－

_Ca2+

_F－

_物質(zhì)Li、Na、K、Rb的鹵化物，AgF、MgO等CsBr、CsI、NH4Cl等BaF2、PbF2、CeO2等4411483．晶格能(1)概念：將1mol

離子晶體完全____為氣態(tài)陰、陽(yáng)離子所吸收的能量。(2)意義：衡量離子鍵的強(qiáng)弱。晶格能越大，表示離子鍵越__，離子晶體越____。(3)影響因素：①晶格能與陰、陽(yáng)離子所帶______以及陰、陽(yáng)離子間的____有關(guān)。②與離子晶體的________有關(guān)。氣化強(qiáng)

穩(wěn)定電荷數(shù)距離結(jié)構(gòu)類型4．特性(1)____、____較高，而且隨著離子電荷的增加，離子間距的縮短，______增大，熔點(diǎn)升高。(2)一般__溶于水，難溶于______溶劑。(3)在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，____狀態(tài)或在______中能導(dǎo)電。熔點(diǎn)沸點(diǎn)晶格能易

非極性熔融水溶液判一判

(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)離子晶體一定含有金屬陽(yáng)離子。 (

)(2)金屬晶體和離子晶體的導(dǎo)電實(shí)質(zhì)是一樣的。 (

)(3)固態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電，這一性質(zhì)能說(shuō)明某晶體一定是離子晶體。 (

)(4)氯化鈉的分子式為NaCl。 (

)××××關(guān)鍵能力情境探究[情境探究]金屬鉀、銅的部分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表所示：金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬KCu基態(tài)原子價(jià)電子排布4s13d104s1原子半徑/pm255128熔點(diǎn)/℃63.410831．為什么金屬鉀的熔點(diǎn)低于金屬銅？提示：銅的原子半徑更小、基態(tài)原子的價(jià)電子數(shù)更多，銅的金屬鍵強(qiáng)于鉀，故銅的熔點(diǎn)更高。2．請(qǐng)分析金屬鉀、銅的硬度的相對(duì)大小，并說(shuō)明理由。提示：銅的金屬鍵強(qiáng)于鉀，故硬度：銅＞鉀。3．銅晶體的晶胞如圖所示。設(shè)銅原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個(gè)面的對(duì)角線上，3個(gè)銅原子彼此兩兩相切，M表示銅的摩爾質(zhì)量，銅晶體的密度為多少？

[歸納總結(jié)]1．金屬晶體熔點(diǎn)的影響因素同類型的金屬晶體的熔點(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，相互作用力就越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。例如，熔點(diǎn)：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，Na＜Mg＜Al。2．金屬硬度的影響因素金屬的硬度取決于金屬晶體內(nèi)部作用力的強(qiáng)弱。一般來(lái)說(shuō)金屬基態(tài)原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬晶體內(nèi)部作用力越強(qiáng)，晶體硬度越大。結(jié)構(gòu)示意圖

晶胞

3．常見(jiàn)金屬晶體的結(jié)構(gòu)配位數(shù)681212a與r的關(guān)系(a為晶胞邊長(zhǎng)，r為金屬原子半徑)a＝2r(位于邊上的兩個(gè)原子相切)[能力達(dá)成]1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。且研究表明，一般來(lái)說(shuō)，金屬陽(yáng)離子半徑越小，所帶電荷越多，則金屬鍵越強(qiáng)，由此判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．硬度：Mg＞Al B．熔點(diǎn)：Mg＞CaC．硬度：Mg＞K D．熔點(diǎn)：Ca＞K√A

[Mg2+半徑比Al3+大，所帶電荷數(shù)比Al3+少，則金屬鍵的鍵能：Mg＜Al，硬度：Mg＜Al，A錯(cuò)誤；Mg2+半徑比Ca2+小，所帶電荷數(shù)相同，則金屬鍵的鍵能：Mg＞Ca，熔點(diǎn)：Mg＞Ca，B正確；Mg2+半徑比K＋小，所帶電荷數(shù)比K＋多，則金屬鍵的鍵能：Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正確；Ca2+半徑比K＋小，所帶電荷數(shù)比K＋多，則金屬鍵的鍵能：Ca＞K，熔點(diǎn)：Ca＞K，D正確。]2．鐵有δ、γ、α三種晶體在結(jié)構(gòu)，如圖是δ、γ、α三種晶體不同溫度下轉(zhuǎn)化的示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A．δ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有8個(gè)B．γ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有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℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同√

√√

[情境探究]材料一氯化鈉晶體及結(jié)構(gòu)模型離子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)理解材料二三種不同離子晶體的核間距和部分晶格能如下表：晶體NaBrNaClMgO離子間距/pm290276205晶格能/(kJ·mol-1)？78738901．在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍同時(shí)吸引________個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－周圍也同時(shí)吸引著________個(gè)Na＋；在NaCl晶胞中含有________個(gè)Na＋、______個(gè)Cl－，晶體中每個(gè)Na＋周圍與它距離最近且相等的Na＋共有________個(gè)。提示：6

6

4

4

122．NaCl晶體熔化時(shí)破壞的作用力是什么？提示：離子鍵。3．上述三種離子晶體晶格能最大的是________(填化學(xué)式，后同)，熔點(diǎn)最高的是________，硬度最大的是________。提示：MgO

MgO

MgO晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)NaCl型(Li、Na、K和Rb的鹵化物，AgF、MgO等)

①Na＋、Cl－的配位數(shù)均為6②每個(gè)Na＋(Cl－)周圍緊鄰(距離最近且相等)的Cl－(Na＋)構(gòu)成正八面體③每個(gè)Na＋(Cl－)周圍緊鄰的Na＋(Cl－)有12個(gè)④每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na＋、4個(gè)Cl－[歸納總結(jié)]1．離子晶體的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)類型晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CsCl型(CsBr、CsI、NH4Cl等)

①Cs＋、Cl－的配位數(shù)均為8②每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍緊鄰的Cl－(Cs＋)構(gòu)成正六面體③每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個(gè)④每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋、1個(gè)Cl－晶體類型晶胞示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CaF2型(BaF2、PbF2、CeO2等)

2．離子晶體的晶格能越大，其熔、沸點(diǎn)越高、硬度越大。3．離子晶體的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。(2)依據(jù)物質(zhì)類別判斷?；顫娊饘傺趸?、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽類是離子晶體。(3)依據(jù)導(dǎo)電性判斷。離子晶體溶于水和熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。(4)依據(jù)熔、沸點(diǎn)和溶解性判斷。離子晶體熔、沸點(diǎn)較高，多數(shù)能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。[能力達(dá)成]1．下列描述符合離子晶體性質(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CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃D．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm-3√A

[離子晶體在液態(tài)(即熔融態(tài))時(shí)能導(dǎo)電，所以B項(xiàng)描述的不是離子晶體的性質(zhì)；CS2是非極性溶劑，一般離子晶體難溶于非極性溶劑；由于離子晶體質(zhì)硬易碎，且固態(tài)不導(dǎo)電，所以D項(xiàng)描述的不是離子晶體的性質(zhì)。]2．離子晶體熔點(diǎn)的高低取決于晶體中陽(yáng)離子與陰離子之間的靜電作用，靜電作用大則熔點(diǎn)高，靜電作用小則熔點(diǎn)低。試根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)，判斷KCl、NaCl、CaO、BaO四種晶體熔點(diǎn)的高低順序是(

)A．KCl>NaCl>BaO>CaOB．NaCl>KCl>CaO>BaOC．CaO>BaO>NaCl>KClD．CaO>BaO>KCl>NaCl√

3．(雙選)有一種藍(lán)色晶體[可表示為MxFey(CN)6]，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn)，其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN－位于立方體的棱上，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．x＝2，y＝1B．該晶體屬于離子晶體，M為＋1價(jià)C．M的離子不可能在立方體的體心位置D．該晶胞中與每個(gè)Fe3+距離最近且相等的CN－有3個(gè)√√

[教材鏈接][教材交流·研討]根據(jù)表格數(shù)據(jù)，回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)已知NaBr、NaCl、MgO等的離子間距和晶格能如下表所示：

NaBrNaClMgO離子間距/pm290276205晶格能/(kJ·mol-1)

7873890①NaBr晶體比NaCl晶體的晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是______________________________。②MgO晶體比NaCl晶體晶格能大，主要原因是_______________________________________________________________________。③NaBr、NaCl和MgO晶體中，熔點(diǎn)最高的是________。小

NaBr比NaCl的離子間距大氧化鎂晶體中的陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)絕對(duì)值大，并且離子間距小MgO(2)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的________(填“高”或“低”)，請(qǐng)解釋原因：_________________________________________________________________________________。(3)NaF的熔點(diǎn)________(填“>”“<”或“＝”)KCl的熔點(diǎn)，其原因是________________________________________________________________________________。高O2-半徑小于S2-的半徑，Cu2O的離子鍵強(qiáng)于Cu2S的離子鍵，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高>

兩者均為離子化合物，且電荷數(shù)均為1，但后者離子半徑大，離子鍵較弱，因此熔點(diǎn)較低學(xué)習(xí)效果隨堂評(píng)估1．MgO、Rb2O、CaO、BaO四種離子晶體熔點(diǎn)的由高到低的順序是(

)A．MgO>Rb2O>BaO>CaOB．MgO>CaO>BaO>Rb2OC．CaO>BaO>MgO>Rb2OD．CaO>BaO>Rb2O>MgO243題號(hào)1√B

[四種離子晶體所含陰離子相同，所含陽(yáng)離子不同。對(duì)Mg2+、Rb＋、Ca2+、Ba2+進(jìn)行比較，Rb＋所帶電荷數(shù)少，其與O2-形成的離子鍵最弱，故Rb2O的熔點(diǎn)最低。對(duì)Mg2+、Ca2+、Ba2+進(jìn)行比較，它們所帶電荷一樣多，半徑Mg2+<Ca2+<Ba2+，與O2-形成的離子鍵由強(qiáng)到弱的順序是MgO>CaO>BaO，相應(yīng)離子晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镸gO>CaO>BaO。綜上所述，四種離子晶體熔點(diǎn)的由高到低順序是MgO>CaO>BaO>Rb2O。]243題號(hào)1

23題號(hào)14√√

23題號(hào)143．NaCl的Born—Haber循環(huán)如圖所示。已知：元素的氣態(tài)原子或離子獲得一個(gè)電子所放出的能量稱為電子親和能。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)23題號(hào)41A．Cl—Cl鍵的鍵能為119.6kJ·mol-1B．Na的第一電離能為603.4kJ·mol-1C．NaCl的晶格能為410.9kJ·mol-1D．Cl的第一電子親和能為348.3kJ·mol-123題號(hào)41√D

[Cl—Cl鍵的鍵能為斷裂1molCl—Cl鍵形成氣態(tài)氯原子所吸收的能量，Cl—