人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第1课时)
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【人教版】高中化学选修3知识点总结:第三章晶体结构与性质第一篇:【人教版】高中化学选修3知识点总结:第三章晶体结构与性质第三章晶体结构与性质课标要求1.了解化学键和分子间作用力的区别。
2.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
3.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
4.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
5.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
要点精讲一.晶体常识 1.晶体与非晶体比较2.获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3.晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下:注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状二.四种晶体的比较2.晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高.如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
(4)分子晶体①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。
④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
(5)金属晶体金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高。
回归教材之《物质结构与性质》(人教版+苏教版)第一章:原子结构与性质P1 人类对原子结构的认识发展过程。
P4 能层即电子层。
分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。
每一个能层分为不同的能级,能级符号用s、p、d、f表示,分别对应1、3、5、7个轨道。
能级数=能层序数。
P7 基态与激发态。
焰色反应是原子核外电子从激发态回到基态释放能量。
能量以焰色的形式释放出来。
P10 不同能层相同能级的电子层形状相同。
ns呈球形,np呈哑铃形。
P14 元素周期表的结构。
周期(一、二、三短周期,四、五、六长周期,七不完全周期)和族(主族、副族、Ⅷ族、0零族)。
分区(s、p、d、ds、f)。
P20 对角线规则。
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似,被称为“对角线规则”。
Li、Mg在空气中燃烧的产物为LiO、MgO,铍与铝的氢氧化物Be(OH)2、Al(OH)3都是两性氢氧化物,硼与硅的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为HBO2、H2SiO3都是弱酸。
是因为这些元素的电负性相近。
第二章:分子结构与性质P32 等电子体原理:原子总数相同,价电子数相同,等电子体有相似的化学键特征和空间构型。
常见的等电子体有:N2和CO;N2O和CO2;SO2、O3和NO2-;SO3和NO3-;NH3和H3O+;CH4和NH4+。
P36 仔细观察资料卡片的彩图。
P39最上方表格。
区别形和型,VSEPR模型和分子或离子的立体构型,价层电子对数和σ键数、孤电子对数。
如SO2分子的空间构型为V形,VSEPR模型为平面三角形,价层电子对数为3,σ键数为2、孤电子对为1。
配合物理论简介。
P41 实验2-1含Cu2+的水溶液呈天蓝色,是因为四水合铜离子[Cu(H2O)4]2+,该离子中,Cu2+和H2O分子之间的化学键叫配位键,是由H2O中的氧原子提供孤电子对,Cu2+接受H2O提供的孤电子对形成的。
P42实验2-2向含有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,形成蓝色沉淀[Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓]。
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以下关于金属键的表达中,不正确的选项是( )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。
《金属晶体与离子晶体》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解金属晶体和离子晶体的基本观点。
2. 掌握金属键和离子键的形成原理。
3. 能够区分金属晶体和离子晶体,并能够应用所学知识诠释生活中的实例。
二、教学重难点1. 金属键和离子键的形成。
2. 离子晶体的结构和性质。
3. 金属晶体的电子结构和物理性质。
三、教学准备1. 准备PPT课件,包括图片、图表和相关案例。
2. 准备金属晶体和离子晶体的实物样品,如水晶、金属钠等。
3. 准备实验器械,如试管、烧杯等,用于演示金属晶体的导电性实验。
4. 准备一些习题,用于教室练习和测试。
四、教学过程:(一)导入新课1. 回顾金属钠、镁、铝等金属的物理性质,如颜色、状态、光泽、密度等。
2. 引出金属的分类问题,强调金属晶体与离子晶体在结构上的差别。
(二)讲授新课1. 金属晶体的结构(1)介绍金属键观点,强调金属阳离子与自由电子之间的强烈互相作用。
(2)展示不同金属晶体的结构模型,让学生观察并分析其特点。
(3)通过实验展示金属晶体的导电、导热、延展性等性质。
2. 离子晶体的结构(1)介绍离子键观点,强调阴阳离子之间的强烈互相作用。
(2)展示不同离子晶体的结构模型,让学生观察并分析其特点。
(3)通过实验展示离子晶体的一些性质,如硬度、脆性等。
3. 金属晶体与离子晶体的比较(1)比较金属键与离子键的异同点。
(2)分析金属晶体与离子晶体在物理性质上的差别。
4. 离子晶体性质实验(1)展示钠、镁、铝等金属阳离子的水解过程,说明由此引起的化学性质特点。
(2)演示不同类型离子晶体的熔点、沸点等物理性质的比较实验,帮助学生理解晶体类型对物质性质的影响。
(三)小组讨论组织学生分组讨论以下问题:1. 金属晶体与离子晶体在结构上的主要区别是什么?2. 影响金属晶体与离子晶体物理性质的主要因素是什么?3. 如何根据晶体的结构预计物质的性质?(四)教室小结1. 总结金属晶体与离子晶体的结构特点。
第三章第三节金属晶体一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,3分×10)1、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个的都是金属C.任何状态下都有延展性D.都能导电、传热2、金属Mg晶体中含有的粒子是( )A.Mg原子B.只有Mg2+C.Mg原子和Mg2+D.Mg2+与自由电子3、下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是()A.金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键,共价键有方向性和饱和性C.范德华力是分子间存在的一种作用力,分子的极性越大,范德华力越大D.氢键不是化学键,而是分子间的一种作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间4、关于晶体的下列说法正确的是()A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低5、金属的下列性质中,与自由电子无关的是( )A.密度大小B.容易导电C.延展性好D.易导热6、金属晶体的熔沸点之间的差距是由于()A.金属键的强弱不同B.金属的化合价的不同C.金属的晶体中电子数的多少不同D.金属的阳离子的半径大小不同7、下列物质的熔沸点依次升高的是()A.K、Na、Mg、Al B.Li、Na、Rb、CsC.Al、Mg、Na、K D.C、K、Mg、Al8、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.金属受外力作用变形时,金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C.金属中大量自由电子受外力作用时,运动速度加快D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量9、金属晶体堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是()A.金属原子的价电子数少B.金属晶体中有自由电子C.金属原子的原子半径大D.金属键没有饱和性和方向性10、石墨晶体中不存在的化学作用力是()A.共价键B.氢键C.金属键D.范德华力二、选择题(每小题有一至两个选项符合题意,4分×7)11、下列说法不正确的是( )A.金属单质的熔点一定比非金属单质高B.离子晶体中不一定含有金属元素C.在含有阳离子的晶体中,一定含有阴离子D.含有金属元素的离子不一定是阳离子12、下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A.金属晶体是一种“巨分子”B.“电子气”为所有原子所共有C.简单立方堆积的空间利用率最低D.钾型堆积的空间利用率最高13、下列叙述正确的是()A、同主族金属的原子半径越大,熔点越高B、稀有气体的原子序数越大沸点越高C、晶体中存在离子的一定是离子晶体D、金属晶体中的自由电子属于整个晶体共有14、下列何种物质的导电性是由自由电子的运动所决定的()A 熔融的食盐B 饱和食盐水C 石墨D 铜15、石墨是层状晶体,每一层内,碳原子排成正六边形,许多个正六边形排列成平面状结构,如果将每对相邻原子间的化学键看成一个化学键,则石墨晶体每一层内碳原子数与C-C化学键数的比是()A 2︰3B 1︰3C 1︰1D 1︰216、下列叙述中,可以肯定是一种主族金属元素的是()A.原子最外层有3个电子的一种金属B.熔点低于100℃的一种金属C.次外电子层上有8个电子的一种金属D.除最外层,原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体B.在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高三、填空题(共42分)18、(6分)(1)金属导电是____________________的结果.(2)金属导热是____________________的结果.(3)金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作用,紧密堆积的原子(离子)层发生了________________,而金属离子和自由电子之间的____________________没有改变.19、(14分)有A、B、C、D四种元素,其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子,A+比B-少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满;C原子的p轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大;D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含D的质量分数为40%,且其核内质子数等于中子数。
第三章晶体结构与性质第一节晶体常识▍课标要求▍1.初步了解晶体知识,知道晶体与非晶体的本质差异。
2.学会识别晶体与非晶体的结构示意图。
3.掌握晶胞的概念以及晶胞中粒子个数的计算方法。
要点一晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体微粒在三维空间里呈排列非晶体微粒排列相对23.晶体的特点4.区分晶体与非晶体(1)测熔点:晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
(2)最可靠的科学方法是:对固体进行实验。
思考1:(1)晶体为什么有自范性?(2)晶体一定是固体,固体一定是晶体吗?要点二晶胞1.概念描述晶体结构的叫做晶胞。
2.晶体和晶胞的关系一般来说,晶胞都是体,晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间。
(2)“并置”是指所有晶胞都是排列的,取向。
(3)所有晶胞的、内部的原子及几何排列是完全相同的。
3.晶胞中粒子个数的计算(以铜晶胞为例)晶胞的顶角是个晶胞共用的,棱上的原子是4个晶胞共用的,面上的原子是个晶胞共用的(如图所示)。
铜晶胞金属铜的一个晶胞所含的原子数有个。
思考2:铜晶胞含有4个铜原子,为什么不是14个?考点一晶体与非晶体的区别1.晶体和非晶体在结构上的差异,导致它们在性质上有所不同。
2.根据固体是否具有自范性、物理性质是否体现各向异性、有无固定熔沸点、外形和内部质点排列是否高度有序,可以判断是晶体还是非晶体。
【例题1】下列叙述正确的是()A.具有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C.具有各向异性的固体一定是晶体D.一种物质不是晶体就是非晶体【变式1】不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A.石墨和金刚石是同素异形体B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3 625 ℃D.在石墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线判断晶体的“4点”注意事项(1)晶体一般属于纯净物。
(2)微观上,晶体中的微粒在三维空间呈周期性有序排列,表现在外观上晶体往往有规则的几何外形。
姓名,年级:时间:第一课时金属键与金属晶体的性质学习目标:1。
了解金属键的含义—-“电子气”理论,能用电子气理论解释金属具有导电、导热、延展性的原因。
2。
理解金属键的概念,能用金属键理论解释金属的物理性质.[知识回顾]1.金属单质的物理性质有哪些通性?答:具有金属光泽,有导电性、导热性和延展性.2.两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金.合金的熔点比各成分金属的都低。
硬度比成分金属大。
[要点梳理]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”被所有原子所共有,从而把所有金属原子维系在一起。
(2)成键微粒:金属阳离子和自由电子。
(3)成键的条件:金属单质或合金。
(4)应用:“电子气”理论能很好地解释金属材料良好的延展性、导电性、导热性。
2.金属晶体在金属单质的晶体中,原子之间以金属键相互结合,构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子。
3.金属键的强度差别很大,例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而钨是熔点最高的金属,这是由于形成的金属键强弱不同的缘故.一般来说,金属的原子半径越小,金属键越强,金属的价电子数越多,金属键越强.4.金属材料有良好的延展性,由于金属键没有方向性,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;金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下,自由电子与金属原子频繁碰撞,阻碍了自由电子对能量的传递。
知识点一金属键1.金属键的定义:金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用叫金属键。
2.金属键的本质——电子气理论:金属原子对外围电子的束缚力不强,从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”。
正是由于“自由电子”在整个金属固体中不停地运动,被所有的金属原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起,使得体系的能量大大降低。
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1.了解金属键的含义。
2.能用金属键理论解释金属的物理性质。
3.了解金属晶体的原子堆积模型。
4.了解金属晶体性质的一般特点。
细读教材记主干1.金属一般具有金属光泽,良好的导电、导热性、以及优良的延展性。
2.金属键是指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。
3.金属晶体中,原子之间以金属键相结合,金属键的强弱决定金属晶体的熔点和硬度。
4.金属原子在二维空间里有两种放置方式:密置层和非密置层。
5.金属原子在三维空间里有四种堆积方式:简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积。
[新知探究]1.概念:金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。
2.成键粒子:金属阳离子和自由电子。
3.本质:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而把所有金属原子维系在一起。
4.金属键的强弱和对金属性质的影响(1)金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱;反之,金属键越强。
(2)金属键越强,金属的熔、沸点越高,硬度越大。
[名师点拨]金属键与离子键、共价键的比较[对点演练]1.下列有关金属键的叙述中,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:选 B 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;金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用,既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用,也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用;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。
2.(2016·六安高二检测)要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键,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,由此判断下列说法正确的是( ) A.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C.金属镁的硬度小于金属钙D.金属镁的硬度大于金属钠解析:选D 因为镁离子所带2个正电荷,而铝离子带3个正电荷,所以镁的金属键比铝弱,所以镁的熔点低于金属铝,故A错误;碱金属都属于金属晶体,从Li到Cs金属阳离子半径增大,对外层电子束缚能力减弱,金属键减弱,所以熔沸点降低,故B错误;因为镁离子的半径比钙离子小,所以镁的金属键比钙强,则镁的硬度大于金属钙,故C错误;因为镁离子所带2个正电荷,而钠离子带1个正电荷,所以镁的金属键比钠强,则镁的硬度大于金属钠,故D正确。