物质结构与性质离子晶体第2课时
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第三章晶体结构与性质第二节金属晶体与离子晶体第二课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体一.选择题1.下列叙述正确的是A. 任何晶体中,若含有阳离子,就一定含有阴离子B. 金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用C. 价电子数越多的金属原子的金属性越强D. 含有金属元素的离子不一定是阳离子【答案】D【解析】金属晶体由金属离子和自由电子构成,含有阳离子,但不含阴离子,故A错误;B.金属晶体是由金属阳离子和自由电子的组成,粒子间的结合力为金属键,所以金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子、自由电子,故B错误;C.金属性与价电子多少无关,与失去电子的难易程度有关,如Al与钠,价电子Al比Na多,金属性Na比Al强,故C错误;D.含有金属元素的离子,可能为阴离子,如,也可能为阳离子,故D正确;故选:D。
2.下列说法正确的是A. 、、的分子间作用力依次增大B. 和晶体硅都是共价化合物,都是原子晶体C. NaOH和的化学键类型和晶体类型相同D. 加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键【答案】C【解析】A.水分子间存在氢键,因此分子间作用力,故A错误;B.和晶体硅都是原子晶体,但晶体硅是单质,不是共价化合物,故B错误;C.NaOH和均由离子键、极性键构成,均属于离子晶体,故C正确;D.加热熔化电离得到钠离子和硫酸氢根离子,破坏了离子键,故D错误;故选:C。
3.下列物质性质的变化规律,与化学键的强弱无关的是A. 、、、的熔点、沸点逐渐升高B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C. 金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D. NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【答案】A【解析】、、、的相对分子质量逐渐增大,相对分子质量越大,范德华力越大,熔点、沸点越高,与键能无关,故A正确;B.非金属性,元素的非金属性越强,形成的氢化物共价键的键能越大,对应的氢化物越稳定,与键能有关,故B错误;C.金刚石、晶体硅都属于原子晶体,金刚石中碳碳键的键长小于晶体硅中硅硅键的键长,所以金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅,与键能有关,故C错误;D.NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体,离子半径越大,键能越小,熔沸点越低,与化学键的键能有关,故D错误;故选:A。
第2课时离子晶体过渡晶体与混合型晶体发展目标体系构建1.借助离子晶体模型认识离子晶体的结构和性质。
2.能利用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性质.3。
知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
一、离子晶体1.结构特点(1)构成粒子:阳离子和阴离子。
(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.微点拨:大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子,有的还存在电中性分子。
离子晶体中不仅有离子键还存在共价键、氢键等。
2.常见的离子晶体晶体类型NaCl CsCl 晶胞阳离子的配位数68阴离子的配位数68晶胞中所含离子数Cl-4Na+4Cs+1Cl-13.物理性质(1)硬度较大,难于压缩。
(2)熔点和沸点较高.(3)固体不导电,但在熔融状态或水溶液时能导电。
离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成?[提示]不一定,如NH4Cl固体是离子晶体但它不含金属元素。
二、过渡晶体与混合型晶体1.过渡晶体(1)四类典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。
(2)过渡晶体:介于典型晶体之间的晶体。
①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物Na2O MgO Al2O3SiO2离子键的62504133百分数/%从上表可知,表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。
②偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近,因而通常当作离子晶体来处理,如Na2O等。
同样,偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理,如Al2O3、SiO2等。
微点拨:四类典型晶体都有过渡晶体存在.2.混合型晶体(1)晶体模型石墨结构中未参与杂化的p轨道(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。
②层与层之间靠范德华力维系。
一、共价晶体的概念及其性质1.共价晶体的结构特点及物理性质(1)概念相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。
(2)构成微粒及微粒间作用(3)物理性质①共价晶体中,由于各原子均以强的共价键相结合,因此一般熔点很高,硬度很大,难溶于常见溶剂,一般不导电。
①结构相似的共价晶体,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。
2.常见共价晶体及物质类别(1)某些单质:如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。
(2)某些非金属化合物:如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)极少数金属氧化物,如刚玉(α-Al2O3)等。
二、常见共价晶体结构分析1.金刚石晶体金刚石晶体中,每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合,形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键),整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。
其中最小的环是六元环。
2.二氧化硅晶体(1)二氧化硅晶体中,每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合,每个氧原子与2个硅原子相结合,向空间扩展,形成三维骨架结构。
晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子,硅、氧原子个数比为1①2。
(2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链,而没有封闭的环状结构。
这一结构决定了它具有手性。
熔点/① 194 -70 2180 >3500 1410 沸点/①18157365048272355A .SiCl 4、AlCl 3是分子晶体B .晶体硼是共价晶体C .晶体硅是共价晶体D .金刚石中的C -C 键比晶体硅中的Si -Si 键弱 9.工业制玻璃时,主要反应的化学方程式为:Na 2CO 3+SiO 2高温−−−→Na 2SiO 3+CO 2↑完成下列填空:(1)钠原子核外电子排布式为___________。
《金属晶体与离子晶体》(第二课时)教学设计一、课标解读本节内容在新课标选择性必修课程模块2《物质结构与性质》下主题2“微粒间的相互作用与物质的性质”。
1.内容要求了解离子晶体中微粒的空间排布存在周期性。
借助典型离子晶体的模型认识离子晶体的结构特点。
知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
2.学业要求能说出微粒间作用的类型、特征、实质;能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别;能说明典型物质的成键类型。
能运用离子键解释离子化合物等物质的某些典型性质。
能借助离子晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
二、教材分析本节内容的功能价值(素养功能):通过对典型离子晶体NaCl晶体的模型分析,让学生建立起离子晶体的结构模型,培养学生“证据推理与模型认知”的学科核心素养;通过NaCl晶体不导电、切身感受NaCl晶体以及生活现象这些宏观现象切入,探析NaCl晶体中微粒的排布以及模型建构再到作用力,培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养;通过对CsCl晶体和陌生离子晶体CuCl模型的探讨,加深对离子晶体结构模型的认识,再通过氯化亚铜和氯化钠半径与熔点的比较冲突,知道化学键存在键型过渡,因此晶体也存在过渡晶体,我们对事物的认知都是从简单到复杂,而晶体的多样性和复杂性还待我们进一步探索,我们更要根据实际情况的需要寻找合适的材料,从而培养学生“科学态度与社会责任”的学科核心素养。
通过对比发现,旧人教版是将金属晶体和离子晶体分两节单独介绍的,而新人教版是将金属晶体和离子晶体合为一节介绍,并在其后新增了过渡晶体和混合型晶体,金属晶体和离子晶体的内容有所删减(具体如下),新人教版内容相对旧人教版更简单,但是其内容描述更为科学和全面。
通过对比发现,新人教版和新鲁科版在细节处理上也有明显的差异,新鲁科版本章内容分为3节,第2节《几种简单的晶体结构模型》下分五个小标题分别介绍了几种典型的晶体(具体如下);而新人教版本章内容分为4节,四种晶体分两节介绍,且先介绍《分子晶体和共价晶体》,再介绍《金属晶体和离子晶体》,在《金属晶体和离子晶体》这一节分三个小标题分别介绍了“金属晶体”“离子晶体”和“过渡晶体和混合型晶体”。
第4节离子晶体第一课时离子晶体学习目标:1.能通过电子的得失来说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征来解释其物理性质。
2.了解NaCl晶体、CsCl 晶体、CaF2晶体的结构,掌握阴、阳离子的配位数。
3.了解影响晶体中离子配位数的因素——几何因素和电荷因素。
[知识回顾]1.什么是离子键?什么是离子化合物?答:阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫做离子键。
含有离子键的化合物称为离子化合物。
2.下列物质中属于离子化合物的是①②④⑤⑥⑦,只含离子键的离子化合物是①⑤⑥⑦。
①Na2O②NH4Cl③O2④Na2SO4⑤NaCl⑥CsCl⑦CaF23.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?答:晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体结构微粒分子原子金属阳离子和自由电子微粒间的相分子间作用力共价键金属键互作用力1.离子键(1)离子键的实质:是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时,就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。
(2)离子键的特征:没有方向性和饱和性。
因此,以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积,使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子,从而达到稳定的目的。
2.离子晶体(1)离子晶体:阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体称为离子晶体。
(2)常见离子晶体的配位数:在NaCl晶体中阳离子和阴离子的配位数都是6;在CsCl晶体中,阳离子和阴离子的配位数都是8;在CaF2晶体中,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4。
(3)离子晶体中阴阳离子配位数的决定因素:几何因素、电荷因素和键性因素。
(4)离子晶体的物理性质:硬度大,难压缩,熔、沸点高。
知识点一离子键与离子晶体1.离子键(1)成键元素:活泼金属元素(如K、Na、Ca、Ba等,主要是第ⅠA族和第ⅡA族元素)和活泼非金属元素(如F、Cl、Br、O等,主要是第ⅥA族和第ⅦA族元素)相互结合时多形成离子键。
第三章第三节第2课时离子晶体测试题一、选择题(本题共有15小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个正确选项)1.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.分子晶体一定含有共价键C.离子晶体中一定不存在非极性键2.下列说法不正确的是()A.离子晶体的晶格能越大,离子键越强B.阳离子的半径越大,则可同时吸引的阴离子越多C.通常阴、阳离子的半径越小、电荷越大,该阴阳离子组成离子化合物的晶格能越大D.拆开1 mol 离子键所需的能量叫该离子晶体的晶格能D.含有离子键的晶体一定是离子晶体3.下列叙述中错误的是()A.钠原子和氯原子作用生成NaCl后,其结构的稳定性增强B.在氯化钠晶体中,除氯离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用C.任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失D.钠与氯气反应生成氯化钠后,体系能量降低4.下列性质适合于离子晶体的是()①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电③能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃④熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g/cm3⑤熔点-218 ℃,难溶于水⑥熔点3 900 ℃,硬度很大,不导电⑦难溶于水,固体时导电,升温时导电能力减弱⑧难溶于水,熔点高,固体不导电,熔化时导电A.①⑧B.②③⑥C.①④⑦D.②⑤5.下列有关离子晶体的叙述中不正确的是()A.1 mol氯化钠中有N A个NaCl分子B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-6.由短周期元素构成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。
下列说法中正确的是()A.晶体中阳离子和阴离子个数不一定相等B.晶体中一定只有离子键没有共价键C.所含元素一定不在同一周期也不在第一周期D.晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径7.下列晶体分类中正确的一组是()8.A.熔点:NaF>MgF2>AlF3B.晶格能:NaF>NaCl>NaBrC.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2D.硬度:MgO>CaO>BaO9.下列图像是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于NaCl晶体结构的图像是()A.图(1)和图(3)B.图(2)和图(3)C.只有图(1) D.图(1)和图(4)10.如下图,在氯化钠晶体中,与每个Na+等距离且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为()A.十二面体B.正八面体C.正六面体D.正四面体11.离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间距离、晶格能的大小,据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是()A.KCl>NaCl>BaO>CaO B.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>KCl>NaCl D.CaO>BaO>NaCl>KCl 12.已知食盐的密度为ρ g·cm-3,其摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数为N A,则在食盐晶体中Na+和Cl-的核间距大约是()A.32MρN A cm B.3M2ρN A cmC.32NAρM cm D.3M8ρN A cm13.有一种蓝色晶体[可表示为M x Fe y(CN)6],经X射线研究发现,它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN- 位于立方体棱上。
物质结构与性质教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解物质结构的基本概念,包括原子、分子、离子等;(2)掌握物质性质的分类,如物理性质和化学性质;(3)认识物质结构与性质之间的关系。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质结构与性质之间的关系;(2)学会运用物质结构的知识解释生活中的现象。
3. 情感态度价值观:培养学生对科学的热爱,培养学生的创新精神和实践能力。
二、教学内容1. 第一课时:物质结构的基本概念(1)物质与物质结构(2)原子、分子、离子的概念及性质2. 第二课时:物质的物理性质(1)物理性质的定义及分类(2)物质状态与温度、压力的关系3. 第三课时:物质的化学性质(1)化学性质的定义及分类(2)化学反应与物质结构的关系4. 第四课时:物质结构与性质的关系(1)物质结构与物理性质的关系(2)物质结构与化学性质的关系5. 第五课时:生活中的物质结构与性质现象(1)举例分析生活中的物质结构与性质现象(2)培养学生运用物质结构知识解释生活现象的能力三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究物质结构与性质之间的关系;2. 利用实验、观察等方法,让学生亲身体验物质结构与性质的变化;3. 采用小组讨论、合作交流的方式,培养学生的团队协作能力。
四、教学评价1. 课堂提问:检查学生对物质结构与性质基本概念的理解;2. 课后作业:布置相关习题,巩固所学知识;3. 小组讨论:评价学生在合作交流中的表现。
五、教学资源1. 教材:物质结构与性质相关章节;2. 实验器材:如显微镜、化学试剂等;3. 多媒体课件:用于展示物质结构与性质的图片、视频等资源。
六、第六课时:原子结构与元素性质1. 原子结构的基本理论a. 原子核与电子云b. 原子轨道与电子排布c. 元素周期表的布局原理2. 元素性质的周期性变化a. 原子半径的周期性b. 电负性的周期性c. 金属性与非金属性的周期性七、第七课时:分子轨道理论1. 分子轨道的基本概念a. σ键与π键b. 分子轨道的能级图c. 分子轨道的重叠类型2. 分子轨道理论在化学键中的应用a. 离子化合物与共价化合物的区别b. 键能与键长的关系c. 分子极性与分子几何结构八、第八课时:晶体结构与物理性质1. 晶体结构的基本类型a. 离子晶体b. 分子晶体c. 金属晶体d. 原子晶体2. 晶体结构与物理性质的关系a. 熔点与晶体结构b. 沸点与晶体结构c. 硬度与晶体结构九、第九课时:化学反应与物质结构1. 化学反应中的物质结构变化a. 键的断裂与形成b. 分子轨道的重排c. 离子晶体的溶解与2. 物质结构与反应速率的关系a. 活化能与反应速率b. 催化剂与反应速率c. 光合作用与呼吸作用的物质结构基础十、第十课时:物质结构与技术应用1. 物质结构在材料科学中的应用a. 合金的性质与结构b. 纳米材料的特殊性质c. 生物材料的结构与功能2. 物质结构在药物设计中的应用a. 药物分子与靶标蛋白的相互作用b. 药物分子的构效关系c. 分子建模与虚拟筛选3. 物质结构在其他领域的应用a. 环境科学中的物质迁移与转化b. 食品科学中的成分分析与结构改性c. 能源技术中的材料选择与结构优化重点和难点解析六、第六课时:原子结构与元素性质补充说明:原子结构的理解是理解元素性质周期性变化的基础。
第四节离子晶体[学习目标][知识梳理]1.构成离子晶体的粒子是,粒子之间的相互作用是,这些粒子在晶体中(能或不能)自由移动,所以离子晶体(能或不能)导电.2. 离子晶体中的配位数是指___________________________________________________.3.___________________________________是决定离子晶体结构的重要因素.此外, 离子晶体的结构还取决于____________________________.4. 离子晶体的晶格能的定义是________________________________________________.离子晶体的晶格能是最能反映_____________________的数据.5. 晶格能越大,形成的离子晶体_________________________,而且熔点_______________,硬度______________.典型的离子晶体,晶格能的大小与离子所带的电荷和离子半径的关系一般是:离子电荷高,晶格能,离子半径大,晶格能。
[方法导引]1.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较2.物质熔沸点的比较⑴不同类晶体:一般情况下,原子晶体>离子晶体>分子晶体⑵同种类型晶体:构成晶体质点间的作用大,则熔沸点高,反之则小。
四种晶体熔、沸点对比规律①离子晶体:结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中,离子半径小(或阴、阳离子半径之和越小的),键能越强的熔、沸点就越高。
如NaCl、NaBr、Nal;NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。
离子所带电荷大的熔点较高。
如:MgO熔点高于NaCl②分子晶体:在组成结构均相似的分子晶体中,式量大的分子间作用力就大熔点也高。
如:F2、Cl2、Br2、I2和HCl、HBr、HI等均随式量增大。
熔、沸点升高。
但结构相似的分子晶体,有氢键存在熔、沸点较高。
金属晶体与离子晶体第2课时◆教学目标1. 知道离子键的特点,能以NaCl和CsCl为例解释典型离子化合物的某些性质,并能举例说明不同离子晶体的熔点差异。
2. 知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
3. 知道晶体中粒子间的各种相互作用力,比较四类典型晶体的组成粒子、粒子间相互作用与物质性质的关系。
◆教学重难点1. 金属晶体、离子晶体、过渡晶体和混合型晶体的结构特点和性质。
2. 从离子键的影响因素分析比较离子晶体的熔点差异。
◆教学过程一、新课导入1. 我们已经学过三种类型的晶体类型,它们的组成微粒和相互作用力是什么样的?分子晶体:由分子组成,作用力是分子间作用力共价晶体:由原子组成,作用力是共价键金属晶体:由金属阳离子和自由电子组成,作用力是金属键2. 你认为食盐晶体由哪些微粒构成?粒子间的作用力是什么?NaCl晶体由钠离子和氯离子组成,粒子间的作用力是离子键。
二、讲授新课二、离子晶体1. 离子晶体的组成与特点离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
【提问】(1)以氯化钠为例,说说离子晶体一般呈现出怎样的特点?【讲解】离子晶体一般具有较高的熔、沸点;有一定的硬度,但没有延展性,碾压时会碎裂成粉末;固态时不导电,加热熔融后可以导电;多数离子晶体为无色晶体,小颗粒为白色颗粒。
2. 离子晶体的多样性离子晶体种类繁多,结构多样,下图为氯化钠和氯化铯两种离子晶体的晶胞。
大家利用橡皮泥和牙签制作二者的晶胞模型,并观察对比二者的结构特点。
【提问】(2)氯化钠晶胞中,氯离子和钠离子分布在什么位置?平均每个晶胞占有几个氯离子和钠离子?每个氯离子周围距离最近且相等的钠离子有几个?每个钠离子周围距离最近且相等的氯离子有几个?【讲解】氯离子分布在8个顶点和6个面的面心;钠离子分布在12条棱的棱心和体心。
平均每个晶胞占有4个氯离子和4个钠离子。
每个氯离子周围距离最近且相等的钠离子有6个,分别在上下左右前后。