高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体课文课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体课文课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了知识点一，价电子，电子气，知识点二，知识点二离子晶体，阳离子，阴离子，离子键，正八面体，知识点三等内容，欢迎下载使用。

[素养发展目标]1．能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体的构成微粒及微粒间作用力，并解释金属的物理性质，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2．能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体的差异，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。3．能从化学键成分上认识过渡晶体、从结构和性质上认识混合型晶体，理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的。
1．金属键(1)本质：“电子气理论”，该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的________形成遍布整块晶体的“________”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。(2)成键粒子：金属阳离子和自由电子。
知识点一　金属键与金属晶体
2．金属晶体(1)用“电子气理论”解释金属的物理性质    
(2)影响熔点、硬度的因素：原子半径越小，价电子数越多，金属键越___，金属晶体的熔点越___，硬度越___。(3)物质类别：纯金属及其合金。
1．金属键可以看成是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，和共价键类似。金属键有饱和性和方向性吗？为什么？提示：没有；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子为所有金属原子所共有，故金属键没有方向性和饱和性。2．锂、钠、钾、铷的熔点由高到低的顺序是什么？为什么？提示：熔点：锂>钠>钾>铷。金属键与金属原子的价电子数成正比，而与原子半径的大小成反比。四种金属的价电子数相同，原子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低。
3．钠、镁、铝的熔点依次升高的原因是什么？提示：金属键与金属原子的价电子数成正比，而与原子半径的大小成反比。Na、Mg、Al的价电子数依次增多，原子半径依次减小，金属键依次增强，故熔点依次升高。
金属晶体熔点比较的规律(1)金属晶体的熔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，金属晶体内部的金属键越强，晶体熔点越高。(2)金属晶体的熔点差别较大，如汞的熔点很低，碱金属的熔点较低，铁、钨等金属的熔点很高，这是由金属键的强弱不同造成的。(3)一般来说，同一周期金属单质的熔点由左到右逐渐升高；同一主族金属单质的熔点自上而下逐渐降低。(4)一般合金的熔点低于其成分金属的熔点。
1．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线。当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警。“防盗玻璃”能报警是利用了金属的(　　)A．延展性B．导电性C．弹性D．导热性解析：当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警，说明当玻璃被击碎时，形成闭合回路，利用的是金属的导电性。
2．金属晶体的形成是因为晶体中存在(　　)A．脱落价电子后的金属原子间的相互作用B．金属原子间的相互作用C．脱落了价电子的金属原子与脱落下来的价电子间的相互作用D．金属原子与价电子间的相互作用解析：在金属晶体中，原子间以金属键相互结合，金属键的本质是金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而将所有金属原子维系在一起而形成金属晶体。实际上也就是靠脱落下来的价电子(自由电子)与脱落了价电子的金属原子(金属阳离子)间的相互作用而使它们结合在一起。
3．“神九”载人飞船上使用了锂镁合金和锂铝合金等合金材料。下列有关叙述不正确的是(　　)A．飞船使用的合金材料，一般具有质量轻、强度高的特点B．锂铝合金中铝、锂的金属性比钠弱C．锂镁合金和锂铝合金性质相当稳定，不会与酸发生化学反应D．锂镁合金是一种具有金属特性的物质，易导热、导电
解析：A项，航天材料要符合质地轻、硬度大等基本要求；B项，根据元素金属性的递变规律可知，Na的金属性比铝、锂强；C项，锂镁合金、锂铝合金均具有活泼金属的性质，能与酸发生化学反应；D项，合金改变了金属的内部结构，但仍具有金属的导热性、导电性等性质。
1．概念由________和________相互作用而形成的晶体是离子晶体。2．结构特点(1)构成微粒：________和________。(2)微粒间的作用力：________。
3．物理性质   4.影响熔、沸点的因素：阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越___，熔、沸点越___。
5．常见离子晶体的结构类型
1．下列物质中属于离子晶体的有哪些？①KI　②H2SO4　③KOH　④SiC　⑤AlCl3　⑥CaO提示：①③⑥2．如图是从NaCl或CsCl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哪些？ 提示：AD
3．下列实验事实中不能确定该物质一定是离子晶体的有哪些？说明理由。①晶体熔点达2 500 ℃②晶体不导电，溶于水能导电③晶体不导电，熔融态能导电 提示：①②。①熔点为2 500 ℃的可以是金属晶体、共价晶体或离子晶体；②晶体不导电，水溶液导电的可以是离子晶体或分子晶体。
离子晶体的判断方法(1)依据构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)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体的熔、沸点较高，多数能溶于水，难溶于有机溶剂。
1．下列有关离子晶体的说法不正确的是(　　)A．离子晶体在熔融状态时都能导电B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1D．氯化钠溶于水时离子键被破坏解析：在熔融状态下，离子晶体中存在自由移动的离子，故能导电，A项正确；离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，B项正确；离子晶体中阴、阳离子个数比不一定为1∶1，C项不正确；氯化钠溶于水时,电离出自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏，D项正确。
2．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔点由高到低的顺序是(　　)    A．CD>AB>EFB．AB>EF>CDC．AB>CD>EFD．EF>AB>CD解析：离子所带电荷数越多，核间距越小，离子键越强，晶体的熔点越高。
3．(2022·济宁高二月考)下列有关离子晶体的叙述不正确的是(　　)A．1 ml氯化钠晶体中有NA个NaCl分子B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个C．醋酸钠属于离子晶体，含有非极性键D．每个NaCl晶胞中平均有4个Na＋、4个Cl－解析：氯化钠晶体中有Na＋和Cl－，不存在NaCl分子，每个NaCl晶胞中平均有4个Na＋、4个Cl－，A项错误、D项正确；NaCl晶胞中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠属于离子晶体，含有碳碳非极性键，C项正确。
1．过渡晶体(1)四类典型晶体是__________、__________、__________、__________。纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。若离子键成分的百分数大，则作为离子晶体处理；若离子键成分的百分数小，则作为共价晶体处理。
知识点三　过渡晶体与混合型晶体
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越___，其中作为离子晶体处理的是_______________；作为共价晶体处理的是_______________；作为分子晶体处理的是___________________。[特别提醒]　离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大。
P2O5、SO3、Cl2O7
2．混合型晶体——石墨(1)结构特点——层状结构①同层内，碳原子采用______杂化，以________结合形成_______________结构。每个碳原子的配位数为__，有一个未参与杂化的____电子，其原子轨道垂直于碳原子平面。所有碳原子的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个_____________中运动。②层与层之间靠__________维系。(2)物理性质：①导电性(只能沿石墨平面的方向)；②导热性；③润滑性。
1．下列氧化物中，所含离子键的百分数最小的是(　　)A．N2O3B．P2O3C．As2O3D．Bi2O3解析：化合物中两元素电负性的差值越大，离子键的百分数就越大。
2．下列有关石墨晶体的说法正确的是(　　)A．由于石墨晶体能导电，所以它是金属晶体B．由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体C．由于石墨质软，所以它是分子晶体D．石墨晶体是一种混合型晶体解析：石墨晶体中既有共价键，又有类似金属晶体的导电性，还有范德华力，它是一种混合型晶体。
3．(2022·泰安高二月考)下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　)A．石墨属于过渡晶体B．SiO2属于过渡晶体，但当作分子晶体来处理C．绝大多数含有离子键的晶体都是过渡晶体D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%解析：石墨属于混合型晶体，A项错误；SiO2属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，B项错误；大多数含有离子键的晶体都是过渡晶体，C项正确；Na2O晶体中离子键的百分数小于100%，D项错误。
1．下列生活中的问题，不能用电子气理论解释的是(　　)A．铁易生锈B．用金属铝制成导线C．用金箔作为外包装D．用铁制品作为炊具
解析：A．铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故A选；B.用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在自由电子，当给金属通电时，自由电子定向移动而导电，能用电子气理论解释，故B不选；C.用金箔作为外包装，是利用金属的延展性，金属受到外力作用时，晶体中的各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，能用电子气理论解释，故C不选；D.用铁制品作为炊具，是利用金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在热的作用下频繁与金属原子碰撞，从而发生热的传导，能用电子气理论解释，故D不选。
2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是(　　)A．都可采取紧密堆积结构B．金属晶体的硬度不一定比离子晶体的硬度高C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体的熔点高D．离子晶体不论在何种状态下都能导电解析：金属键和离子键均无方向性和饱和性，因此金属晶体和离子晶体均能采取紧密堆积结构；离子晶体的熔、沸点和硬度较高，金属晶体的熔、沸点和硬度虽然有较大的差异，但大多数金属晶体的熔、沸点和硬度是比较高的；离子晶体在固态时不导电。
3．下列性质适合于离子晶体的是(　　)A．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，固态导电，密度0.97 g·cm－3
4．下列可能属于金属晶体的是(　　)A．由分子间作用力结合而成，熔点低B．固态时或熔融后能导电，熔点在1 000 ℃左右C．有共价键三维骨架结构，熔点高D．固态时不导电，但溶于水和熔融后都能导电
5．A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子序数依次增大。A的单质与其他物质化合时一般只能被还原，且A的原子半径在同周期中不是最小的。B的原子半径是短周期主族元素中最大的。C单质有良好的导电、导热性，它能与强碱溶液反应。D元素的最高正价与最低负价的代数和等于2。(1)单质A是________晶体；单质B是________晶体；单质C是________晶体。(2)单质D有多种，其中能溶于二硫化碳的单质属于________晶体，名称为________。(3)A和B形成的化合物(加热时)的化学式为________，属于________晶体。解析：由题给信息推知A是O，B是Na，C是Al，D是P。
[基础检测]1．下列物质所属晶体类型分类正确的是(　　)     
解析：A选项中石墨为混合型晶体，氮化铝为共价晶体；B选项中生石灰为离子晶体；C选项中氯化铯为离子晶体。
2．(2022·枣庄三中高二月考)金属材料具有良好的延展性的原因是(　　)A．金属原子半径都较大，价电子数较少B．金属受外力作用变形时，晶体中各原子层会发生相对滑动C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量解析：金属受外力作用时，晶体中各原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式 ，故金属有良好的延展性，B正确。
3．共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质微粒间的不同作用力。下列含有上述两种作用力的晶体是(　　)A．SiC晶体B．Ar晶体C．NaCl晶体D．NaOH晶体解析：SiC晶体、Ar晶体、NaCl晶体中都只含有一种作用力，分别是共价键、分子间作用力、离子键。
4．已知几种氧化物的化学键中离子键的百分数如下表：  下列说法不正确的是(　　)A．Al2O3通常当作共价晶体来处理B．熔点：Al2O3>Na2OC．氧化物中两元素电负性的差值越大，离子键的百分数越大D．K2O的化学键中离子键的百分数小于62%解析：钾元素的电负性比钠小，钾与氧元素的电负性差值比钠与氧元素的电负性差值大，离子键的百分数应大于62%。
5．下列物质的熔点高低顺序中，正确的是(　　)①金刚石＞晶体硅＞二氧化硅②CI4＞CBr4＞CCl4③MgO＞H2O＞O2④金刚石＞生铁＞纯铁A．①②B．②③C．③④D．①④解析：①同属于共价晶体，Si—O比Si—Si的键长短，键能大，熔点：二氧化硅>晶体硅，错误；④生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。
6．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)  A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键弱B.SiCl4晶体是分子晶体C.AlCl3晶体是分子晶体D.B晶体是共价晶体
解析：NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，离子键越强，熔、沸点越高，由表中数据可知，NaCl的熔点小于MgO，故MgO中的离子键比NaCl中的离子键强，A项错误；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质，熔、沸点很高，是共价晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体的熔、沸点较低，属于分子晶体，C项正确。
7．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　)A.NaI晶体是过渡晶体B.离子晶体可能含有共价键C.NaI晶体中既有离子键，又有共价键D.共价键和离子键有明显的界线解析：化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，共价键和离子键没有明显的界线。
8．如图所示为CaF2晶体的晶胞，密度为a g·cm－3，下列说法错误的是(　　)A.Ca2＋的配位数是8，而F－的配位数是4B.晶胞的体积计算式为C.CaF2的熔点比CaO的熔点高D.CaF2晶体中与Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋有12个解析：影响离子晶体的熔点高低的因素有离子所带的电荷数和离子的半径大小，离子半径(F－与O2－)相差不大时，离子所带的电荷数对熔点的影响更大，故CaO的熔点比CaF2的熔点高，C项错误。
9．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石结构中的某一种的某一部分：  
请回答下列问题：(1)代表金刚石的是________(填字母，下同)，其中每个碳原子与________个碳原子紧邻且距离相等。(2)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它紧邻且距离相等的Na＋有________个。(3)代表CsCl的是________，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。(4)代表干冰的是________，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。
10．现有几组物质的熔点(℃)数据：     
据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是____________。(2)B组晶体共同的物理性质是________。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_________________________________________________。
HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多
(4)D组晶体可能具有的性质是________。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____________________________________________________________________________________________________________________________。
D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)[素养提升]11．(2022·莒县高二调研)锆(Zr)和镉(Cd)是目前光电材料广泛使用的元素。Zr和Cd的晶胞分别如图甲、图乙所示。下列说法正确的是(　　)A.每个锆晶胞中含有Zr原子个数为8B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为a nmC.在镉晶胞中Cd的配位数为4D.锆晶体的密度为　　　　　×1021 g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值)
12．FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是(　　)A.阴、阳离子个数比为2∶1B.阳离子位于阴离子构成的正八面体空隙中C.阳离子的配位数为12D.若晶胞边长为a，则阳离子间的最短距离为
13．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。下列说法不正确的是(　　)A.铁镁合金的化学式为Mg2FeB.晶体中存在的化学键类型为离子键C.离子键强度：氧化钙<氧化镁D.该晶胞的质量是 　 　g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
15．钛(Ti)、钒(V)、镍(Ni)、镧(La)等在储氢材料方面具有广泛的用途。下图Ⅰ、Ⅱ是一些晶体材料的结构示意图。请回答下列问题：   (1)写出基态镍原子的核外电子排布式：______________________________。解析：Ni是28号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。
1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)
(2)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞结构如图Ⅰ所示，该合金的化学式为________，1 ml该合金能储存________ ml氢气。
(3)嫦娥三号卫星上的PTC元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图Ⅱ所示，该晶体经X射线分析鉴定，重复单元为立方体，边长为a cm。顶点位置被Ti4＋所占据，体心位置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。①该晶体中的O元素与H元素形成的简单化合物的中心原子的杂化类型为________，其分子的空间结构为________。②写出该晶体的化学式：________。 ③若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝________。