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第3节 金属晶体和离子晶体
【学习目标】
1.通过搭建和观察模型，认识金属晶体和离子晶体的结构特点，认识微粒的堆积方式和晶胞特征，发展学生感知和识别模型的能力，发展证据推理与模型认知的化学核心素养。
2.学会通过微粒种类和微粒间作用力判断晶体类型，推测晶体性质，发展宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
【问题组一】结合模型，回答下列问题：
1.金属晶体的组成微粒是什么？微粒间作用力是什么？有什么特征？
2.每种晶胞中原子的位置在哪里？一个晶胞中实际拥有的原子数目是多少？
3.每种堆积方式的配位数是多少？晶胞参数与原子半径有什么等量关系？
【目标分解一】金属晶体
堆积方式 面心立方最密堆积 六方最密堆积 体心立方密堆积 简单立方堆积
结构示意图
常见金属
晶胞微粒数
配位数
原子半径与晶胞参数关系
【小结】常见金属晶体的四种堆积方式
Ca,Al,Cu,Ag,Au,
Pt,Pd
Li,Na,K,Ba,Fe,W
Zn,Ti,Mg
钋Po
12
12
8
6
4
2
2
1
a＝2r
a＝2r
【问题组2】
1.金属有哪些物理通性 这些性质与什么相关，如何解释？
2.金属熔化时破坏了什么作用力？其强弱与哪些因素有关？
3.金属Li、Na、K的熔点由大到小的顺序是 。
金属Na、Mg、Al的熔点由大到小的顺序是 。
如何比较金属晶体的熔沸点？
4.升高温度金属的电导率如何变化？原因是什么？
金属光泽不透明 导电导热延展性
当可见光照射到金属表面时，固态金属中的“自由电子”能够吸收所有频率的光并很快放出，使得金属不透明并具有金属光泽
⑴金属光泽不透明：
金属的物理通性：
在金属晶体中，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，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。
(2)导电性:
【思考】升高温度金属的电导率如何变化？原因是什么？
⑶导热性：
金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞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。
⑷金属的延展性：金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，受到外力各原子层之间发生相对滑动，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。
错位
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【知识小结】金属的物理通性及解释：
金属光泽
导电性
导热性
延展性
自由电子可以吸收所有频率的光，并很快释放
在外加电场的作用下自由电子会定向移动
自由电子与金属阳离子碰撞传递热量
金属受外力时，密堆积层的金属原子间容易发生相对滑动，但金属键仍然存在，金属虽然发生了形变，但不会导致断裂。
2.影响金属键强弱的主要因素是 和 ，
3.金属原子的价电子数越 ，原子半径越 ，金属阳离子与自由电子的静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。
金属阳离子半径 离子所带电荷数
多 小
金属Li、Na、K的熔点由大到小的顺序是 。
金属Na、Mg、Al的熔点由大到小的顺序是 。
Li>Na>K
Na【问题组3】根据模型思考回答下列问题：
1.离子晶体的组成微粒是什么？离子晶体中有哪些作用力？
2.离子晶体的堆积方式与金属晶体有什么不同？
【目标分解二】离子晶体
填充正方体空隙
面心立方晶胞中的四面体空隙和八面体空隙
正四面体空隙：8个
8个小立方体的体心
八面体空隙位于体心和棱心
正八面体空隙：4
3.将金属的简单立方晶胞和面心立方晶胞进行变换
①将简单立方晶胞中顶点的原子定为氯离子，将铯离子填立方体空隙中，得到氯化铯晶胞。
②将面心立方晶胞中顶点的原子定为氯离子，将八面体空隙都填钠离子，得到氯化钠晶胞。
③将面心立方晶胞中顶点的原子定为硫离子，将锌离子填在半数的四面体空隙内，得到硫化锌晶胞.
④将面心立方晶胞中顶点的原子定为钙离子，将氟离子填在全部四面体空隙内，得氟化钙晶胞。
【小结】空隙填充思维
填充正方体空隙
CsCl型
【小结】
6
6
4
Li、Na、K、Rb的卤化物,
AgF、MgO等
8
8
1
CsBr、CsI、
NH4Cl等
4
4
4
BeO、BeS等
8
4
4
BaF2、PbF2、
CeO2等
【问题组4】
1.离子晶体熔化时破坏什么作用力？
2.什么时晶格能？根据课本表3-2-3，总结影响晶格能大小的因素有哪些？
3.离子晶体有哪些性质？
4.若离子体积较大或者是复杂离子，对离子晶体的性质有什么影响？
【小结】
1.晶格能的大小与 有关。
2.离子晶体熔沸点的高低与 相关。
3.离子液体的特点和应用。
离子的半径和离子所带的电荷数目
晶格能的大小
【本课小结】
微粒种类
微粒间作用力
微粒堆积方式
结构
性质
应用
晶体类型
晶体的熔沸点、硬度

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