新课标高中化学选修3第三节金属晶体

第三节金属晶体

学业要求素养对接

1.认识金属晶体的结构和性质。

2.能利用金属键、“电子气理论”解释

金属的一些物理性质。

微观探析：金属晶体的结构特点。

模型认知：能说明金属晶体中的微粒及

其微粒间的相互作用。

[知识梳理]

一、金属键与金属晶体

1.金属键

(1)定义：在金属单质晶体中原子之间金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。

(2)成键微粒：金属阳离子和自由电子。

(3)成键条件：金属单质或合金。

(4)成键本质

电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。

2.金属晶体

(1)通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。

(2)用电子气理论解释金属的物理性质

二、混合晶体——石墨晶体

1.晶体模型

2.结构特点——层状结构

(1)同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。由于所有的p轨道平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。

(2)层与层之间靠范德华力维系。

3.晶体类型

石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。

4.性质

熔点很高、质软、易导电等。

[自我检测]

1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。

(1)常温下，金属单质都以晶体形式存在。()

(2)金属键可以看作许多原子共用许多电子的相互作用，故也有方向性和饱和性。()

(3)金属晶体的熔点一定比共价晶体低。()

(4)晶体中有阳离子，必然含有阴离子。()

(5)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱。()

(6)金属晶体的堆积模型仅与金属原子半径有关。()

(7)金属晶体中体心立方堆积，配位数最多，空间利用率最大。()

(8)石墨为混合晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石。()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×

2.根据物质的性质，判断下列晶体类型：

(1)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃，易水解________。

(2)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大________。

(3)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿________。

(4)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电________。

答案(1)分子晶体(2)共价晶体(3)分子晶体

(4)金属晶体

学习任务金属键对金属的物理性质的影响

【合作交流】

金属键是化学键的一种，主要在金属中存在。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电作用组合而成。金属键有金属的很多特性。例如：一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。其强弱通常与金属离子半径成逆相关，与金属内部自由电子密度成正相关。

1.含有阳离子的晶体中一定含有阴离子吗？

提示不一定。如金属晶体中只有阳离子和自由电子，没有阴离子，但有阴离子时，一定有阳离子。

2.金属键强弱的影响因素有哪些？

提示由于金属键是产生在自由电子(带负电)和金属阳离子(带正电)之间的电性作用，所以金属阳离子电荷越多，半径越小，则金属键越强。由于堆积方式影响空间利用率，所以它也是金属键强弱的影响因素之一。

【点拨提升】

1.金属键

(1)金属键的特征

金属键无方向性和饱和性。

晶体中的电子不专属于某一个或几个特定的金属阳离子，而几乎是均匀地分布在整块晶体中，因此晶体中存在所有金属阳离子与所有自由电子之间“弥漫”的电性作用，这就是金属键，因此金属键没有方向性和饱和性。

(2)金属键的强弱比较

一般来说，金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。

(3)金属键对物质性质的影响

①金属键越强，晶体的熔、沸点越高。

②金属键越强，晶体的硬度越大。

2.金属晶体的性质

(1)金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。

(2)熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。

①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。

②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。

③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。

④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。

3.金属晶体物理特性分析

(1)金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但不会断裂，故金属晶体具有良好的延展性。

(2)金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动。

(3)金属的导热性是自由电子在运动时与金属原子碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。

【例1】下列关于金属键的叙述中，不正确的是()

A.金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用

B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性

C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性

D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动

解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。故

选B。

答案 B

【变式训练1】

1.下列物质的熔点依次升高的是()

A.Mg、Na、K

B.Na、Mg、Al

C.Na、Rb、Ca

D.铝、铝硅合金

解析A项中K＋、Na＋、Mg2＋的半径依次减小，Mg2＋的电荷数比K＋、Na＋的大，故各物质熔点的顺序为K＜Na＜Mg；同理分析，B项正确；C项中各物质熔点的顺序应为Rb＜Na＜Ca；D项中各物质熔点的顺序应为铝硅合金＜铝。

答案 B

2.下列有关金属键的叙述错误的是()

A.金属键没有饱和性和方向性

B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用

C.金属键中的电子属于整块金属

D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关

解析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，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括静电吸引作用，也存在静电排斥作用；金属键中的电子属于整块金属；金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。答案 B

3.关于金属性质和原因的描述不正确的是()

A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系

B.金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流

C.金属具有良好的导热性能，是因为自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量

D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键

解析金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再反射出来，

因而金属一般显银白色光泽；金属具有导电性是因为在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流；金属具有导热性是因为自由电子受热后，与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是因为原子层滑动，但金属键未被破坏。

答案 A

分层训练

基础练

1.下列叙述中，不正确的是()

A.金属元素在化合物中一般显正价

B.金属元素的单质在常温下均为金属晶体

C.金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性

D.构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动

解析因金属原子的最外层电子数很少，且原子核对外层电子的引力小，金属原子一般只能失电子，不能得电子，所以在化合物中一般显正价，A项正确；Hg在常温下为液态，B项错误；金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无方向性和饱和性，C项正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，属于整块固态金属，D项正确。

答案 B

2.物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。据研究表明，一般地，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法正确的是() A.镁的硬度大于铝 B.镁的熔、沸点低于钙

C.镁的硬度大于钾

D.钙的熔、沸点低于钾

解析Mg的半径大于Al的半径，且价电子数小于Al的，所以金属键应为MgK，故金属键Ca>K，D项错。

答案 C

3.在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，金属阳离子的半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔点越高。由此判断下列各组金属熔点

的高低顺序，其中正确的是()

A.Mg＞Al＞Ca

B.Al＞Na＞Li

C.Al＞Mg＞Ca

D.Mg＞Ba＞Al

解析金属原子的价电子数：Al＞Mg＝Ca＝Ba＞Li＝Na，金属阳离子的半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，则C正确。

答案 C

4.石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是()

①石墨中存在两种作用力；②石墨是混合晶体；③石墨中的C为sp2杂化；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同；⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2

A.全对

B.除⑤外

C.除①④⑤⑥外

D.除⑥⑦⑧外

解析①不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价键，还有一种是金属键；②正确；③正确，石墨中的C为sp2杂化；④不正确，石墨熔点比金刚石高；⑤不正确，石墨中碳原子数和C—C键数之比为2∶3；⑥不正确，石墨质软，金刚石的硬度大；⑦正确；⑧正确，每个六元环完全占有的碳原子数是6×1/3＝2。

答案 C

5.下列有关金属的说法正确的是()

A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子

B.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动

C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强

D.体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为1∶2

解析因金属的价电子受原子核的吸引小，则金属原子中的价电子在晶体中为自由电子，故A错误；金属导电的实质是自由电子定向移动而产生电流的结果，故

B错误；金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，与失电子的多少

无关，故C错误；体心立方晶胞中原子在顶点和体心，则原子个数为1＋8×1

8＝2，

面心立方晶胞中原子在顶点和面心，原子个数为8×1

8＋6×

1

2＝4，原子的个数之比

为2∶4＝1∶2，故D正确。

答案 D

6.如图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。

下列说法不正确的是()

A.δ—Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个

B.α—Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个

C.若δ—Fe晶胞边长为a cm，α—Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3∶a3

D.将铁加热到1 500 ℃后，分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同

解析由题图知，δ—Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个，A项正确；α—Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个，B项正确；1个δ—Fe晶胞占有2个铁原子，1个α—Fe晶胞占有1个铁原子，故二者密度之比为

2×56 N A a3∶1×56

N A b3＝2b

3∶a3，C项正确；将铁加热到1 500 ℃后，分别急速冷却和缓慢

冷却，得到的晶体类型是不同的，D项错误。

答案 D

7.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为C x K，其平面图形如图所示。x的值为()

A.8

B.12

C.24

D.60

解析可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元，每个钾原子被3个

正六边形共用，则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×1

3＋1＝3，该六边形内

实际含有的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。

答案 A

8.教材中给出的几种晶体的晶胞如图所示。

则这些晶胞分别表示的物质可能是()

A.碘、锌、钠、金刚石

B.金刚石、锌、碘、钠

C.钠、锌、碘、金刚石

D.锌、钠、碘、金刚石

解析第一种晶胞为体心立方堆积，钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式；第二种晶胞为六方最密堆积，镁、锌、钛等金属采用这种堆积方式；构成第三种晶胞的粒子为双原子分子，可能是碘；第四种粒子的晶胞结构为正四面体，可能为金刚石。

答案 C

9.用晶体的X-射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数，对金属铜的测定得到以下结果：铜原子位于晶胞的顶点和面心上，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm －3，该铜晶胞的体积是________cm3，晶胞的质量是________g，阿伏加德罗常数为________。[列式计算，已知A r(Cu)＝63.6]

解析铜晶胞的体积V＝(361×10－10cm)3≈4.70×10－23cm3，所以晶胞的质量为m ＝ρV＝4.70×10－23cm3×9.00 g·cm－3＝4.23×10－22g；一个晶胞中含4个Cu原子，

所以阿伏加德罗常数为N A＝

63.6 g·mol－1

1

4×4.23×10

－22g

≈6.01×1023 mol－1。

答案 4.70×10－23 4.23×10－22N A＝

63.6 g·mol－1

1

4×4.23×10

－22g

≈6.01×1023 mol－1

10.(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是________。

(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

②此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g·cm －3，则阿伏加德罗常数的值为________(用a、ρ表示)。

解析(1)由图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为1∶2、1∶3，得出其化学式分别为AX2、AX3。

(2)①用“均摊法”：8×1

8＋6×

1

2＝4；②

4

N A·64＝ρ·a

3，N A＝

256

ρ·a3。

答案(1)b(2)①4②256

ρ·a3

素养练

11.金晶体的最小重复单元(也称晶胞)如图所示，即在立方体的8个顶点各有1个金原子，各个面的中心有1个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用N A表示阿伏加德罗常数的值，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体的每个晶胞中含有________个金原子。

(2)欲计算1个金晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________。

(3)1个晶胞的体积是________。

(4)金晶体的密度是________。

解析(1)由题中对金晶体晶胞的叙述，可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数，

即8×1

8＋6×

1

2＝4。

(2)金原子的排列是紧密堆积形式的，每个面心的原子和4个顶点的原子要相互接触。

(3)右图是金晶体中原子之间相互位置关系的平面图，AC为金原子直径的2倍AB 为立方体的边长，由图可得，立方体的边长为2d，所以一个晶胞的体积为(2d)3＝22d3。

(4)1个晶胞的质量等于4个金原子的质量，所以ρ＝

4M

N A×22d3

＝

2M

N A d3。

答案(1)4(2)每个面心的原子和4个顶点的原子相互接触(3)22d3(4)

2M N A d3

12.不锈钢是由铁、铬、镍、碳及多种不同元素组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO3。

(1)写出基态Fe2＋的电子排布式_____________________________；

基态碳(C)原子的电子排布图为______________________________。

(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为________；已知CrO5中Cr为＋6价，则CrO5的结构式为________。

(3)Fe的一种晶体如图甲、乙所示。

若按甲中虚线(面对角线)方向切乙，得到的切面图正确的是________(填字母)。

解析(1)根据构造原理即可写出基态Fe2＋的电子排布式。(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O

中4个H2O和2个Cl－为配体，故Cr的配位数为6；CrO5中Cr为＋6价，可见Cr和O形成6对共用电子对，则氧原子的多余电子通过O—O键结合起来。(3)题图乙由8个甲组成，甲中Fe位于顶点和体心，故乙中每个小立方体的体心都有一个铁原子，按面对角线方向切乙，形成的切面边长不相等，因此切面图为A。

答案(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6

13.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。

(1)下列关于这两种晶体的说法中正确的是________(填字母)。

a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

c.两种晶体中的B—N键均为共价键

d.两种晶体均为分子晶体

(2)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_______________________________________________________。

(3)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是________。

解析(1)六方相氮化硼与石墨相似，层间的作用是范德华力；立方相氮化硼中都是单键，无π键，二者均不是分子晶体，b、c项正确。(2)六方相氮化硼晶体层内1个硼原子与3个氮原子形成平面三角形结构，最外层电子全部成键，没有自由移动的电子存在，故不能导电。(3)立方相氮化硼晶体中，每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，因此B为sp3杂化，根据其存在的环境可知反应条件为高温、高压。答案(1)bc(2)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(3)sp3高温、高压

14.金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。实际测得金属钨的密度为ρ，钨的相对原子质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题：

(1)每一个晶胞分摊到________个钨原子。

(2)晶胞的边长a为________。

(3)钨的原子半径r为________(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。

(4)金属钨原子形成的体心立体结构的空间利用率为________。

解析(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。(2)每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m＝

2M

N A，又因每个晶胞的体积V＝a

3，所以晶胞密度ρ＝

m

V＝

2M

N A a3，a ＝

32M

N Aρ。

(3)钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r＝3a，r＝

3a

4＝

3

4×

32M

N Aρ。(4)每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′＝2×

4

3πr

3＝

8πr3

3，则该体心立方结构的空间利用率＝

V′

V＝

8πr3

3

a3×100%＝

8

3π?

?

?

?

?

3

4a

3

a3×100%＝

3π

8×100%＝68%。

32M

N Aρ(3)

3

4×

32M

N Aρ(4)68%

答案(1)2(2)

高中化学选修三_晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？

二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物

2017人教版高中化学选修三34《离子晶体》随堂练习

课时训练17离子晶体 1、离子晶体不可能具有的性质就是（） A、较高的熔沸点 B、良好的导电性 C、溶于极性溶剂 D、坚硬而易粉碎 解析:离子晶体就是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动,因而不导电.只有在离子晶体溶于水或熔融后,电离成可以自由移动的阴、阳离子,才可以导电。 答案:B 2、仅由下列各组元素所组成的化合物，不可能形成离子晶体的就是( ) A、H、O、S B、Na、H、O C、K、Cl、O D、H、N、Cl 解析:强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等就是离子晶体.B项如NaOH、C项如KClO、D 项如NH4Cl。 答案：A 3、自然界中的CaF2又称萤石,就是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体.下列实验一定能说明CaF2就是离子晶体的就是( ) A、CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B、CaF2的熔沸点较高,硬度较大 C、CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D、CaF2在有机溶剂（如苯）中的溶解度极小 解析：难溶于水，其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2一定就是离子晶体；熔沸点较高，硬度较大,也可能就是原子晶体的性质,B不能说明CaF2一定就是离子晶体；熔融状态下可以导电,一定有自由移动的离子生成,C说明CaF2一定就是离子晶体；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小,只能说明CaF2就是极性分子，不能说明CaF2一定就是离子晶体。 答案:C 4、有关晶格能的叙述正确的就是( ) A、晶格能就是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量 B、晶格能通常取正值,但有时也取负值 C、晶格能越大，形成的离子晶体越稳定 D、晶格能越大,物质的硬度反而越小 解析：晶格能就是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量，晶格能取正值，且晶格能越大，晶体越稳定，熔点越高,硬度越大. 答案：C

人教版化学选修三3.1《晶体的常识》授课教案设计

第一节晶体的常识 教学目标： 1、了解晶体的有关常识，知道什么是晶体，什么是晶胞。 2、从微观角度认识晶体的排列方式，会简单计算晶胞的化学式。 3、了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探索是无止境的”观点，认识在分子等层次研究物质的意义。 教学重点：晶体、晶胞概念。 教学难点：计算晶胞的化学式。 教学过程： [导课]走进化学实验室，你能见到许多固体，如蜡状的白磷(P4)、黄色的硫黄、紫黑色的碘(I2)和高锰酸钾(KMnO4)、蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H20)、白色的碳酸钙等。放眼世界，自然界中绝大多数矿物也都是固体。你一定还能说出生活中常见的更多的固体，如金属、玻璃、陶瓷、砖瓦、水泥、塑料、橡胶、木材…… 你是否知道固体有晶体和非晶体之分?绝大多数常见的固体是晶体，只有如玻璃之类的物质属于非晶体(又称玻璃体)。晶体与非晶体有什么本质的差异呢?今天我们开始学习…。 [板书]第三章晶体结构与性质 第一节晶体的常识 [投影]常见的晶体（或展示实物）： [思考]晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系？ [ 自范性微观结构 晶体有（能自发呈现多面体外型）原子在三维空间里呈周期 性的有序排列 非晶体没有（不能自发呈现多面体外型）原子排列相对无序[ 发生的过程。不过，“自发”过程的实现，仍需要一定的条件。例如，水能白发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水就不能下泻。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。 [板书]1、晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面体外形的性质。 [投影] [讲述]最有趣的例子是天然的水晶球。水晶球是岩浆里熔融态的Si02侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，常见它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶。其实，玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体，不同的是，玛瑙是熔融态Si02快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的。 [讨论]除以上水晶和玛瑙是熔融态冷却得到的，根据所学知识还有那些方法得到晶体？ [汇报并板书] 2、得到晶体一般有三条途径：(1)熔融态物质凝固；(2)气态物质冷却不经液态直接凝

同步练习 3.3 金属晶体 (人教版选修3)

3.3 金属晶体 练基础落实 知识点1 石墨晶体的结构特点及性质 1．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，下图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( ) A．10个 B．18个 C．24个 D．14个 2．下列有关石墨晶体的说法正确的是( ) A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体 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晶体 知识点2 金属晶体和金属键 3．下列晶体中由原子直接构成的单质有( ) A．金属钾 B．氢气 C．金刚石 D．白磷 4．金属晶体的形成是因为晶体中存在( ) ①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子 A．① B．③ C．②③ D．②④ 5．下列有关物质结构的叙述正确的是( ) A．有较强共价键存在的物质熔、沸点一定很高 B．由电子定向移动而导电的物质是金属晶体 C．含有共价键的物质不一定是共价化合物 D．在离子化合物中不可能存在非极性共价键 6．下列有关金属键的叙述错误的是( ) A．金属键没有饱和性和方向性 B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用 C．金属键中的自由电子属于整块金属 D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关

7．关于金属性质和原因的描述不正确的是( ) A．金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系 B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量 D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键知识点3 金属晶体的物理特征及其规律 8．下列有关金属晶体的说法中正确的是( ) A．常温下都是晶体 B．最外层电子数少于3个的原子都是金属 C．任何状态下都有延展性 D．都能导电、传热 9．下列性质体现了金属通性的是( ) A．银不易生锈 B．铁常温下不溶于浓硝酸 C．钠与水剧烈反应放出氢气 D．金属具有良好的延展性 10．金属晶体具有延展性的原因是( ) A．金属键很微弱 B．金属键没有饱和性 C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键 D．金属阳离子之间存在斥力 11．物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。据研究表明，一般地，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法正确的是( ) A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔、沸点低于钙 C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔、沸点低于钾 知识点4 金属晶体的堆积模型 12.

高中化学选修三——晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上 的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2 )、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？ eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3 ·SiO 2 ）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与 层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2 一定是晶体 3.下图是CO 2 分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图

[苏教版]选修3金属键 金属晶体教案

普通高中课程标准实验教科书-化学选修3[苏教版] 专题3微粒间作用力与物理性质 第一单元金属键金属晶体 [学习目标] 1．了解金属晶体模型和金属键的本质 2．认识金属键与金属物理性质的辨证关系 3．能正确分析金属键的强弱 4．结合问题讨论并深化金属的物理性质的共性 5．认识合金及其广泛应用 [课时安排] 3课时 第一课时 [学习内容] 金属键的概念及金属的物理性质 【引入】 同学们我们的世界是五彩缤纷的，是什么组成了我们的世界呢？ 学生回答：物质 讲述：对！我们的自然世界是有物质组成的，翻开我们的化学课本的最后一页我们可以看到一张化学元素周期表，不论冬天美丽的雪花，公路上漂亮的汽车。包括你自己的身体都是有这些元素的一种或几种构成的。那么我们现在就来认识一下占周期表中大多数的金属。【板书】 §3-1-1 金属键与金属特性 大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范德华力结合在一起，金刚石、金刚砂等都是原子晶体，靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结合在一起的呢？ 【展示】 几种金属的应用的图片，有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。 【讨论】 请一位同学归纳，其他同学补充。 1．金属有哪些物理共性？ 2．金属原子的外层电子结构、原子半径和电离能？金属单质中金属原子之间怎样结合的？【板书】 一、金属共同的物理性质 容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。

二、金属键 【动画演示并讲解】 金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金属晶体的组成粒子：金属阳离子和自由电子。金属离子通过吸引自由电子联系在一起, 形成金属晶体.经典的金属键理论把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子，金属原子则“浸泡”在“自由电子”的“海洋”之中。金属键的形象说法: “失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”. 金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。这种键既没有方向性也没有饱和性， 【板书】 1．构成微粒：金属阳离子和自由电子 2．金属键：金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用 3．成键特征：自由电子被许多金属离子所共有；无方向性、饱和性 【板书】 三、金属键对金属通性的解释 【学生分组讨论】如何应用金属键理论来解释金属的特性？请一位同学归纳，其他同学补充。【板书】 1．金属导电性的解释 在金属晶体中，充满着自由电子，而自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。 【强调】： 金属受热后，金属晶体中离子的振动加剧，阻碍着自由电子的运动。所以温度升高导电性下降。 2. 金属导热性的解释 金属容易导热，是由于自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 3．金属延展性的解释 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。 4．金属晶体结构具有金属光泽和颜色 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。 【问题解决】 1．金属晶体的形成是因为晶体中存在（） A.金属离子间的相互作用B．金属原子间的相互作用

高中化学选修三《晶体结构与性质》全套教案

第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第一课时 教学目标设定： 1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。 2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。 3、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。 教学重难点： 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议：探究法 教学过程设计： [新课引入]：前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。 [投影]：1、蜡状白磷； 2、黄色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高锰酸钾 [讲述]：像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。[板书]：一、晶体与非晶体 [板书]：1、晶体与非晶体的本质差异 [提问]：在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异 [回答]：学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。 [讲解]：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他们在本质上有哪些差异呢 [投影] [解释]：所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。 例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。 [板书]：注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。 [投影]：通过影片播放出，同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶过程。 [设问]：那么得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢你能列举哪些[板书]：2、晶体形成的一段途径： （1）熔融态物质凝固； （2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）； （3）溶质从溶液中析出。 [投影图片]： 1、从熔融态结晶出来的硫晶体； 2、凝华得到的碘晶体； 3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。

高二化学选修3第三章第四节离子晶体习题

课时跟踪检测（十二）离子晶体 1．下列有关晶体的叙述错误的是() A．离子晶体中，一定存在离子键 B．原子晶体中，只存在共价键 C．金属晶体的熔、沸点均很高 D．稀有气体的原子能形成分子晶体 解析：选C原子晶体中一定不存在离子键。只要晶体中存在离子键，就一定是离子晶体，但在离子晶体内部可能含有共价键。在常见的晶体类型中，只有金属晶体的熔、沸点差别最大，有熔、沸点很高的钨，也有常温下为液态的汞。 2．氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述中不正确的是() A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大 C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定 解析：选C CaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO 和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。 3．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是() A．碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电 B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电 C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电 解析：选D A项中熔点很高且熔融态不导电，为原子晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体。 4．下列图是从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()

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晶体结构与性质 一、晶体的常识1.晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 晶体非晶体 自范性 有（能自发呈现多面体外形）无（不能自发呈现多面体外形） 微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 晶体呈现自范性的条件：晶体生长的速率适当 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法）2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=8×晶胞顶角上的原子数+4×晶胞棱上的原子+2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？ 1 1 1

eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 b.酸：H2SO4 、HNO3、

高中化学选修三几种典型晶体晶胞结构模型总结

学生版：典型晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 原子晶体 金 刚石 (1)每个碳与相邻个碳以共价键 结合， 形成体结构 (2)键角均为 (3)最小碳环由个C组成且六个原子不 在同一个平面内 (4)每个C参与条C—C键的形成，C 原子数与C—C键数之比为 S iO 2 (1)每个Si与个O以共价键结合，形成正 四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“ 1 2 O”，n(Si)∶n(O)＝ (3)最小环上有个原子，即个O，个 Si 分子晶体 干 冰 (1)8个CO 2 分子构成立方体且在6个面心 又各占据1个CO 2 分子 (2)每个CO 2 分子周围等距紧邻的 CO 2 分子 有个 冰 每个水分子与相邻的个水分子，以 相连接，含1 mol H 2 O的冰中，最多可形成 mol“氢键”。 N aCl(型) 离 子晶 体 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的 Cl－(Na＋)有个。每个Na＋周围等距且紧邻 的 Na＋有个 (2)每个晶胞中含个Na＋和个Cl－

C sCl (型) (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－) 有个 (2)如图为个晶胞，每个晶胞中含 个Cs＋、个Cl－ 金属晶体 简 单六 方堆 积 典型代表Po，配位数为，空间利用率 52% 面 心立 方 最 密堆 积 又称为A 1 型或铜型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 体 心立 方 堆 积 又称为A 2 型或钾型，典型代表， 配位数为，空间利用率68% 六 方最 密 堆 积 又称为A 3 型或镁型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 混合晶体石墨 (1)石墨层状晶体中， 层与层之间的作用是 (2)平均每个正六边形 拥有的碳原子个数是，C

高中化学选修三离子晶体 教案

第三章第四节离子晶体 内容分析： 学生具备了离子键、离子半径、离子化合物等基础知识，本节直接给出氯化钠、氯化铯晶胞，然后在科学探究的基础上介绍影响离子晶体结构的因素，通过制作典型的离子晶体模型来进一步理解离子晶体结构特点，为学习晶格能作好知识的铺垫。 课时划分： 一课时。 教学目标： 1.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。 2.知道离子化合物的热稳定性与阴、阳离子的半径和电荷有关。 3.能说出分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构基元以及物理性质方面的主要区别。 教学重点、难点： 了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。 教学方法： 分析、归纳、讨论、探究、应用 探究建议： ①制作典型的离子晶体结构模型。②比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征。③实验探究：熔融盐的导电性。④实验探究：明矾或铬钾矾晶体的生长条件。⑤设计探究碱土金属碳酸盐的热稳定性实验方案。⑥查阅资料：晶格能与岩浆晶出规则。 教学过程： [复习] 1、什么是离子键？什么是离子化合物？ 2、下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？ Na2O NH4Cl O2Na2SO4NaCl CsCl CaF2 3、我们已经学习过几种晶体？它们的结构微粒和微粒间的相互作用分别是什么？ [过渡] 在晶体中，若微粒为离子，通过离子键形成的晶体为离子晶体，今天我们来研究离子晶体。 [板书] 第三章第四节离子晶体 一、离子晶体定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体

[解析] （1）结构微粒：阴、阳离子 （2）相互作用：离子键 （3）种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐 （4）理论上，结构粒子可向空间无限扩展 [讨论] 下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？干冰、NaOH、H2SO4、K2SO4、NH4Cl、CsCl [板书] 二、离子晶体的物理性质及解释 [讲述] 在离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大、难于压缩；而且，要使离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此，一般地说，离子晶体具有较高的熔点和沸点，如NaCl的熔点为801℃，沸点为l 413℃；CsCl的熔点为645℃，沸点为l290℃。离子晶体的溶解性有较大差异：如NaCl、KNO3、(NH4)2SO4易溶，BaSO4、CaCO3难溶。 [板书] 硬度较大、难于压缩、较高的熔点和沸点。 [讲述] 离子晶体种类繁多，结构多样，图3—27给出了两种典型的离子晶体的晶胞。我们来研究晶体中的配位数（在离子晶体中离子的配位数(缩写为C N)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目）。 [板书] 三、离子晶体中离子键的配位数（C.N.） 1、定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目 [投影]NaCl和CsCl的晶胞： [板书] 2、决定离子晶体结构的主要因素：

人教版高中化学选修3学案设计-金属晶体

第三节金属晶体 [学习目标] 1.知道金属键的含义，能用金属键理论即“电子气”理论解释金属的物理性质，提高知识的运用能力。 2．通过模型理解金属晶体的基本堆积模型。 3．了解金属晶体性质的一般特点，在此基础上进一步体会金属晶体类型与性质的关系。 一、金属键与金属晶体 1．金属键 (1)概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。 (2)成键微粒是金属阳离子和自由电子。 2．金属晶体 (1)概念：金属原子通过金属键形成的晶体。 (2)构成微粒：金属阳离子、自由电子。 (3)金属阳离子：由于金属原子的价电子较少，容易失去电子而成为金属阳离子。 (4)自由电子：从金属原子上脱落下来的价电子在整个金属晶体中自由运动，所以称为自由电子。 (5)微粒间的相互作用：金属键。 (6)物理性质上的共性： ①常温下绝大多数是固体。 ②具有良好的导热性、导电性、延展性。 ③硬度差别比较大。 ④熔、沸点差别比较大。有些熔点较低，如汞常温时是液态；有些熔点很高，如钨的熔点可达三千多度。 ⑤金属间能“互溶”，易形成合金。 3．金属晶体的基本堆积模型 (1)几个概念

①紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间。 ②空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。 ③配位数：在晶体中，一个原子或离子周围最邻近的原子或离子的数目。 (2)二维空间模型 ①非密置层：配位数为4，如图(左)所示： ②密置层：配位数为6，如图(右)所示： (3)三维空间模型 ①非密置层在三维空间堆积 a．简单立方堆积 相邻非密置层原子的原子核在同一直线上的堆积，空间利用率太低，只有金属Po采用这种堆积方式。 b．体心立方堆积——钾型 将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离。这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的

高中化学第三章第三节金属晶体教案新人教版选修3

第三节金属晶体 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及微粒间的相互作用。2.证据推理与模型认知：能利用金属晶体的通性推导晶体类型，从而理解金属晶体中各微粒之间的作用，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析其晶胞结构。 一、金属键和金属晶体 1．金属键 (1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。 (2)实质：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，从而把所有的金属原子维系在一起，形成一种“巨分子”。 (3)特征：金属键没有方向性和饱和性。 2．金属晶体 (1)金属晶体 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体。 (2)用电子气理论解释金属的性质

(1)金属单质和合金都属于金属晶体。 (2)金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。 (3)金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 例

1下列关于金属键的叙述中，不正确的是( ) A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 【考点】金属键和金属晶体 【题点】金属键的理解 答案 B 解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。

高中化学选修三《第三章--晶体结构与性质》全套教案

-------- 精选文档----------------- 第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第一课时 教学目标设定： 1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。 2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。 3、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。教学重难点： 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议：探究法 教学过程设计： ［新课引入］:前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。［投影］:1、蜡状白磷；2、黄色的硫磺；3、紫黑色的碘；4、高锰酸钾 ［讲述］:像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。 ［板书］:一、晶体与非晶体 ［板书］：1、晶体与非晶体的本质差异 ［提问］:在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？ ［回答］:学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。 ［讲解］:晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象, 那么他们在本质上有哪些差异呢？ ［投影］

［板书］:自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。 ［解释］:所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。 例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。［板书］:注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。［投影］:通过影片播放出，同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶过程。 ［设问］:那么得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢？你能列举哪些？ ［板书］:2、晶体形成的一段途径： （1）熔融态物质凝固； （2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）； （3）溶质从溶液中析出。 ［投影图片］: 1、从熔融态结晶出来的硫晶体； 2、凝华得到的碘晶体； 3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。 ［探究实验］:完成教材实验3-1，请同学们认真观察，并提问同学观察到什么现象。 ［回答］:首先碘升华，然后在表面皿下面出现碘的固体。 ［讲解］:事实上，这里提到的固体就是凝华得到的碘晶体。 ［过渡］:许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了！ ［投影］:晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的示意图 ［提问］:小组讨论，通过比较，可以得出什么样结论。 ［回答］:晶体的原子排列有序，而非晶体则不是。 ［讲述］:从本质上来说，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里所呈的现周期性。 ［讲述］:通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，晶体有哪些特点:

【高中】高中化学33金属晶体测试新人教版选修3

【关键字】高中 第三节金属晶体 考查点一金属键 1．下列关于金属键的叙述中，不正确的是( )。 A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性 D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性 作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在 整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所公有，从这个 角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无 方向性和饱和性。 答案 B 2．不能用金属键理论解释的是( )。 A．导电性B．导热性 C．延展性D．锈蚀性 解析金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用，它决定了金属晶体 的一些性质，可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物 理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性。 答案 D 3．下列对各组物质性质的比较中，正确的是( )。 A．熔点：Li＜Na＜K B．导电性：Ag＞Cu＞Al＞Fe C．密度：Na＞Mg＞Al D．空间利用率：体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积

解析同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电 子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，所以A选项不对；Na、 Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故C项错误；不同堆积方式 的金属晶体空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方最密堆积68%， 六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%，因此D项错误；常用的金属导 体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，所以B选项正确。 答案 B 考查点二金属晶体 4．下列叙述正确的是( )。 A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较强的作用 B．通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流 C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分 D．金属的导电性随温度的升高而减弱 解析金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属 阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来 的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定 向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离 子将能量进行传递，故C项不正确。 答案 D 5．金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式，下列说法中正确的是 A．图(a)为非密置层，配位数为6 B．图(b)为密置层，配位数为4 C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方 解析金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是 非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层

人教版高中化学选修三教案-金属晶体 第一课时

第三节金属晶体(第一课时) 【教学目标】 1、理解金属键的概念和电子气理论 2、初步学会用电子气理论解释金属的物理性质 【教学难点】金属键和电子气理论 【教学重点】金属具有共同物理性质的解释。 【教学过程设计】 【引入】大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范德华力结合在一起，金刚石、金刚砂等都是原子晶体，靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结合在一起的呢？ 【板书】一、金属键 金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。 【讲解】金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。 【强调】金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。 【板书】二、电子气理论及其对金属通性的解释 1．电子气理论 【讲解】经典的金属键理论叫做“电子气理论”。它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。 2．金属通性的解释 【展示金属实物】展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

人教版高中化学选修3离子晶体(教案)

选修三第三章第四节离子晶体 学习目标： 1、复习离子键概念，能推导并解释离子晶体的相关性质。 2、了解常见典型离子晶体的结构特征。 3、知道阴、阳离子的电荷比与配位数的关系。 4、知道决定离子晶体结构的重要因素。 能力培养 1、通过复习分子晶体、原子晶体的相关知识，学会利用 “知识迁移”的学习方法去学习离子晶体，培养自学能力。 2、通过对晶胞中离子配位数的计算与分析，培养空间想 象能力以及懂得利用跨学科知识的学习能力。 教学过程： 一、离子晶体 回顾已经学过的分子晶体、原子晶体的结构与性质关系，试推导出离子晶体的基本结构与性质。 分子晶体：分子内原子是通过_________结合起来，相邻分子是通过_________________相互吸引。由于__________________使得分子晶体的熔、沸点_______，硬度_______。 原子晶体：原子晶体内原子都以________结合，形成一个三维的______________结构。由于_______________使得原子晶体的熔、沸点_______，硬度_______。 根据上面的知识，请推导离子晶体的一些特点： 1．离子晶体：是由__________________结合而成的晶体，由于__________________使得离子晶体的熔、沸点_______,硬度__________。 金属晶体能够导电是什么原因？氯化钠固体、溶液、熔融状态的导电性又如何？如何解释？ 根据上述情况，请归纳出： 2．离子晶体的导电能力：______________________________________________ 小结：四类晶体的比较，课本86页表 离子晶体的性质如何取决于该晶体的结构，下面介绍几种常见的离子晶体的结构。 在分析晶体结构之前先学习一个新名词：离子的配位数 3．配位数：指一个离子周围最邻近的异电性离子数目 如：NaCl晶体中，一个Na+周围最邻近的Cl-个数就是该Na+的配位数。那么Na+的配位数是多少呢？请看下面给出的NaCl晶胞的结构图，从图中找出Na+和Cl-的配位数各是多少。

人教版高中化学选修3讲义离子晶体

第四节离子晶体 目标与素养：1.能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。(宏观辨识与模型认知)2.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。(宏观辨识与证据推理)3.知道离子晶体的结构微粒、微粒间作用力以及与其他晶体的区别。(宏观辨识与微观探析) 一、离子晶体 1．结构特点 (1)构成粒子：阴离子和阳离子。 (2)作用力：离子键。 (3)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。 2．决定晶体结构的因素 3．特征性质 硬度较大，熔沸点较高。晶体不导电，熔融状态或溶于水中可以导电。 4．常见离子晶体模型 晶体类型NaCl CsCl CaF2晶胞 阳离子的配位数 6 8 8 阴离子的配位数 6 8 4 晶胞中所含离子数 Cl－4 Na＋4 Cs＋1 Cl－1 Ca2＋4 F－8

二、晶格能 1．概念 气态离子形成1 mol 离子晶体释放的能量。通常取正值，单位为kJ·mol －1。 2．影响因素 晶格能—?? ???? 离子带电荷越多离子半径越小→越大，如晶格能：MgO ＞NaCl ，NaCl ＞KCl 。 3．晶格能对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)离子晶体中有阴、阳离子，只存在离子键( ) (2)NaCl 、CsCl 晶体中离子的配位数均为6( ) (3)晶体的结构可由几何因素，电荷因素等决定( ) (4)晶格能指破坏1 mol 离子键所吸收的能量( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× 2．下列说法正确的是( ) A ．离子晶体中可能含有共价键，但一定含有金属元素 B ．分子晶体中一定含有共价键 C ．离子晶体中一定不存在非极性键 D ．含有离子键的晶体一定是离子晶体 [答案] D 3．有A 、B 、C 三种晶体，分别由H 、C 、Na 、Cl 四种元素中的一种或几种形成，对这三种晶体进行实验，结果见下表： 熔点/℃ 硬度 水溶性 导电性 水溶液与Ag ＋反应 A 801 较大 易溶 水溶液(或熔融)导电 白色沉淀 B ＞3 550 很大 不溶 不导电 不反应 C －114.2 很小 易溶 液态不导电 白色沉淀