高三化學教案（全一冊）

第一章節離子、分子、原子晶體

第一節離子晶體、分子晶體

和原子晶體（一）

一、學習目標

1.使學生了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體結構模型及其性質的一般特點。

2.使學生理解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質的關系

3.使學生了解分子間作用力對物質物理性質的影響

4.常識性介紹氫鍵及其物質物理性質的影響。

二、重點難點

重點：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結構模型；晶體類型與性質的關系

難點：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結構模型：氫鍵

三、學習過程

（一）引入新課

［復習提問］

1.寫出NaCl、CO2、H20的電子式

2.NaCl晶體是由Na,和C「通過形成的晶體。

［課題板書］第一節離子晶體、分子晶體和分子晶體（有課件）

一、離子晶體

1、概念：離子間通過離子鍵形成的晶體

2、空間結構

以NaCl、CsCl為例來，以媒體為手段，攻克離子晶體空間結構這一難點

［針對性練習］

［例1］如圖為NaCl晶體結構圖，圖中直線交點處為NaCl晶體中Na.與C1所處的位置

(不考慮體積的大小)。

(1)請將其代表Na的用筆涂黑圓點，以完成NaCl晶體結構示意圖。并確定晶體的晶

胞，分析其構成。

(2)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的Na，共有多少個？

［解析］下圖中心圓甲涂黑為Na',與之相隔均要涂黑

(1)分析圖為8個小立方體構成，為晶體的晶胞，

(2)計算在該晶胞中含有Na'的數目。在晶胞中心有1個Na外，在棱上共有4個Na,,

一個晶胞有6個面，與這6個面相接的其他晶胞還有6個面，共12個面。又因棱上每個

Na+又為周圍4個晶胞所共有，所以該晶胞獨占的是12X1/4=3個.該晶胞共有的Na+為4

個。

晶胞中含有的C1數：C1位于頂點及面心處，每.個平面上有4個頂點與1個面心，

而每個頂點上的氯離于又為8個晶胞(本層4個，上層4個)所共有。該晶胞獨占8X1/8=1

個。一個晶胞有6個面，每面有一個面心氯離子，又為兩個晶胞共有，所以該晶胞中獨

占的C1數為6X1/2=3o

不難推出,n(Na):n(Cl)=4:4:1:1o化學式為NaCl.

(3)以中心Na,為依據，畫上或找出三個平面(主個平面互相垂直)。在每個平面上的

Na’都與中心Na，最近且為等距離。

每個平面上又都有4個Na',所以與Na'最近相鄰且等距的Na'為3X4=12個。

［答案］

(1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞

(2)在晶胞中Na,與C1個數比為1:1.

(3)12個

3、離子晶體結構對其性質的影響

(1)離子晶體熔、沸點的高低取決于離子鍵的強弱，而離子晶體的穩定性又取決于什

么?在離子晶體中，構成晶體的粒子和構成離子鍵的粒子是相同的，即都是陰、陽離子。

離子晶體發生三態變化，破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強弱即決定了晶體熔、沸點的

高低，又決定了晶體穩定性的強弱。

(2)離子晶體中為何不存在單個的小分子？

在離子晶體中，陰、陽離子既可以看作是帶電的質點，又要以看作是帶電的球體，其

中，陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間

條件允許的話)這種結構向空間延伸，即晶體多大，分子就有多大，晶體內根本不存在單

個的小分子，整個晶體就是一個大分子。

4、離子晶體的判斷及晶胞折算

(1)如何判斷一種晶體是離子晶體

方法一：由組成晶體的晶格質點種類分：離子化合物一定為離子晶體。

方法二：由晶體的性質來分：①根據導電性：固態時不導電而熔化或溶解時能導電

的一般為離子晶體。

②根據機械性能：具有較高硬度，且脆的為離子晶體。

(2)什么是晶胞?如何由晶胞來求算晶體的化學式？

構成晶體的結構粒子是按著一定的排列方式所形成的固態群體。在晶體結構中具有

代表性的最小重復單位叫晶胞。

根據離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數比的方法？

①處于頂點上的離子：同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞。

②處于棱上的離子：同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞。

③處于面上的離子；同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞。

④處于體心的離子：則完全屬于該晶胞。

［學生練習］

題目：在高溫超導領域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結構中有代表性的最小單位

結構如圖所示試回答：

(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個？

(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數化是多少？

［解析］由圖看出，在每個鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完

全相同的鈦離子，共有晶胞邊長的6個鈦離子。

至于同一晶胞中獨占三元素粒子個數比，則從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。

Ca*位于立方體的中央為一個晶胞所獨占；鈦離子位于晶胞的頂點上，為相鄰兩層8個晶

胞所共有（左右、前后、上中下、左右前后4個而上下中相同重復共8個），而每個晶胞

獨占有8又1/8=1個。氧離子位于棱上，在同一晶胞中，每個氧離子為同層的4個晶胞所

共有，一個晶胞獨占12X1/4=3個。故氧、鈣、鈦的粒子數之比為3:1:1

［答案］63:1:1

5、總結

1.離子間通過離子鍵結合而成的晶體叫離子晶體。構成離子晶體的微粒是陽離子和

陰離子。離子晶體中，陽離子和陰離子間存在著較強的離子鍵，因此，離子晶體一般硬

度較高，密度較大，熔、沸點較高。

2.一般地講，化學式與結構相似的離子晶體，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強，

熔、沸點越高。如：KCI<NaCI<NaF?

離子晶體針對性訓練

一、選擇題

L下列性質中，可以證明某化合物內一定存在離子鍵

的是（）

A.可溶于水B.有較高的熔點

C.水溶液能導電I）.熔融狀態能導電

2.下列物質中，含有極性鍵的離子化合是。

A.CaCl2B.NaQC.NaOHD.K2s

3.Cs是IA族元素，F是VIIA族元素，估計Cs和F形成

的化合物可能是

A.離子化合物B.化學式為CSF2

C.室溫為固體D.室溫為氣體

4.某物質的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式

如圖所示（其中前后兩面心上的B原子未能畫

出），晶體中A、B、C的中原子個數之比依次為

A.1:3:1B.2:3:l

C.2:2:lD.1:3:3

5.NaF,Nai,MgO均為離子化合物，根據下列數據，這

三種化合物的熔點高低順序是（）

物質①NaF②Nai③MgO

離子電荷數113

（勿+%）x10m2.313.182.10

A.①冶>③B.③泡>②

C.③溜>①D.②>①〉③

6.在NaCl晶體中與每個Na,距離等同且最近的幾個C1所圍成的空間幾何構型為

()

A.正四面體B.正六面體

C.正八面體D.正十二面體

7.如圖是氯化鈉晶體的晶胞(晶體中最小的重復單元)，已知晶體中2個最近的Cs'離子核

間距為acm,氯化鈉的式量為M,NA為阿伏加德羅常數，則氯化鈉晶體的密度為

B.Mgcm-C..1D./gcM

%/心/NJ

二、填空題

8.參考下列熔點數據回答:

物質NaFNaClNaBrNai

熔點℃995801755651

物質NaClKC1RbClCsCl

熔點℃801776715646

鈉的鹵化物從NaF到Nai及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點逐漸

這與有關。隨增大減小,故熔點逐漸.

9.某離子晶體晶胞結構如下圖所示，x位于立方體的

頂點，Y位于立方體中心。試分析：

(1)晶體中每個Y同時吸引著個X,每

個x同時吸引著個Y,該晶體的化學式

為。

(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等

的X共有個。

(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角

ZXYX的度數為o

(4)設該晶體的摩爾質量為M晶體密度為P?cm)阿伏加德羅常數為N.則

晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為。

10.晶體具有規則的幾何外型、晶體中最基本的重復單

位稱為晶胞。NaCl晶體結構如圖所示。已知FexO

晶體晶胞結構為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1

測知FexO晶體密度為P=5.71g?cm\晶胞邊長為

?一Na,o-----C1*

4.28X10"°mo

(l)FexO中x值(精確至0.01)為

(2)晶體中的Fe分別為Fe2\Fe3+,在Fe"和

Fe"的總數中，Fe"所占分數(用小數表示，精確至0.001)為。

(3)此晶體的化學式為.―。

(4)與某個Fe"(或Fe")距離最近且等距離的0?圍成的空間兒何形狀是。

(5)在晶體中，鐵元素間最短距離為cm

11.有一種藍色晶體，它的結構特征是Fe'和Fe"分別占據立方體互不相鄰的頂點，而CN-

離子位于立方體的棱上。

(1)根據晶體結構特點，推出其化學式(用最簡單整數表

示)。

(2)此化學式帶何種電荷?用什么樣的離子(用表示)與其結合成中性的化學式?寫出

此電中性的化學式。

答：

(3)指出(2)中添加離子在晶體結構中的什么位置。

答：

12.1986年，瑞士兩位科學家發現一種性能良好的金屬氧化物超導體，使超導工作取得突

破性進展，為此兩位科學家獲得了1987年的Nobel物理學獎。其晶胞結構如圖。

(1)根據圖示晶胞結構，推算晶體中Y,Cu,Ba和0原子個數比，確定其化學

式

(2)根據(1)所推出的化合物的組成，計算其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素

的化合價為Y“，Ba”，Cd和Cu")試計算化合物中這兩種價態Cu原子個數比

離子晶體針對性練習答案

一、選擇題

l.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C

二、填空題

8.降低陰離子半徑由F到I逐漸增大離半徑陰、陽離子相互吸引降低

9.(1)48XY2(或YzX)

(2)12(3)109°28'

10.(1)0.92(2)0.826

1+i+

(3)reF0e.26rCF0e.16MO

(4)正八面體(5)3.03X10‘°

11.(l)FeFe(CN)6

(2)帶一個單位負電荷，可用Na*,K*,Rb'(用M'表示)與之結合MFeFe(CN”

(3)在每隔一個立方體的體心上。

12.(l)YBa2Cu3O7

(2)CU2\CU3=2:1

第一節離子晶體、分子晶體和原子晶體(二)

一、學習目標

1.掌握分子間作用力和氫鍵對物質的物理性質的影響。

2.掌握構成分子晶體的微粒，分子晶體的物理特性。

3.了解物質的“相似相溶”原理。

二、學習過程

(一)引入新課

［復習提問］

1.常溫下氟是淡黃綠色的:氯是黃綠色的;浪是深棕紅色

的；碘是紫黑色的o鹵素單質常溫下狀態不同的原因

是_____________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［新授內容］分子晶體、相似相溶原理

一、知識要點(學生自學完成)

1.分子間作用力

⑴分子間作用力;又稱范德華力。分子間作用力存在于

_______________________之間。

(2)影響因素：

①分子的極性

②組成和結構相似的：

2.分子晶體

(1)定義：

(2)構成微粒_________________________________

(3)粒子間的作用力：

(4)分子晶體一般物質類別_________________________

(5)分子晶體的物理性質

二、要點點撥

1.結構對性質的影響：構成分子晶體的粒子是分子，分子間以分子間作用力而結合，

而分子之間作用力是一種比較弱的作用。比化學鍵弱的多。因此造成分子晶體的硬度小,

熔、沸點低（與離子晶體相比較）。分子晶體無論是液態時，還是固態時，存在的都是分

子，不存在可以導電的粒子（陰、陽離子或電子），故分子晶體熔融或固態時都不導電，

由此性質，可判斷晶體為分子晶體。

2.氫鍵：對于HF、&0、NFL熔、沸點反常，原因在于三者都是極性分子（極性很強）分

子間作用力很大，超出了一般的分子間作用力的范圍（實屬氫鍵）。是介于分子間作用力

和化學鍵之間的?種特殊的分子間作用力，因此，它們的熔、沸點反常。

3.空間結構：分子晶體中的分子構成晶體時，一般也有自己的規律，并不象我們所想

象的那樣任意排列。不同的物質，分子之間的排列方式可能不相同，在中學，我們只了

解干冰中CO,分子的排列方式就可以了。由干冰晶體求一個晶胞中CO,分子數目的方法同

離子晶體。

4.影響分子間作用力的因素：

①分子的極性

②相對分子質量的大小。這里所說的分子的極性，一般指極性特別強的，即第二周期

的幾種活潑非金屬的氫化物：HF、H#、NFU其他組成和結構相似物質分子間作用力的大

小，則要看其相對分子質量的大小。

相對分子質量大的分子，其中一般存在原子序數比較大的元素，這些元素的原子體積

一般比較大。由于每個分子的電子不斷運動和原子核的不斷振動，經常發生電子云和原

子核之間的瞬時相對偏移，從而使原子產生瞬時的極性，并且原子的體積越大，這種相

對偏移也越大。因此使分子間產生作用。山于這種現象產生的分子間作用力一般比山于

分子本身存在極性產生的作用要弱

三、習題講練（學生先練，教師再點撥）

［例1］共價鍵、離子鍵和范德華力是構成物質粒子間的不同作用方式，下列物質中，

只含有上述一種作用的是（）

A.干冰B.氯化鈉

C.氫氧化鈉D.碘

［解析］干冰是分子晶體，分于內存在共價鍵，分子間存在范德華力。NaCl是離子晶

體只存在離子鍵。NaOH是離子晶體，不僅存在離子鍵，還存在H—0間共價鍵。

碘也是分子晶體，分子內存在共價鍵，分子間存在分子間作用力。故只有B符合題

居、o

［例2］在解釋下列物質性質的變化規律與物質結構間的因果關系時，與鍵能無關的變

化規律是（）

A.HF、HCI、HBr、HI的熱穩定性依次減弱

B.NaF、NaCKNaBr、Nai的熔點依次減低

C.F2、CL、Bn、L的熔、沸點逐漸升高

D.H2S的熔沸點小于H20的熔、沸點

［解析］HF、HC1、HBr、HI熱穩定性依次減弱是它們的共價鍵鍵能逐漸減小的原因，

與鍵能有關。NaF、NaCkNaBr、Nai的熔點依次減低是它們的離子鍵能隨離子半徑增大

逐漸減小的原因。左、CL、Bn、L為分子晶體。熔、沸點逐漸降低由分子間作用力決定。

H2s與H20的熔沸點高低由分子間作用力及分子的極性決定。故選C、D?

［例3］(l)PtCL(NH3)2成平面立方形結構，它可以形成兩種固體。一種為淡黃色，在

水中溶解度較??；另一種為黃綠色，在水中溶解度較大。請在空格內分別畫出這兩種固

體分子的幾何構型圖。

(1)淡黃色固體，分子構型_____________________________

黃綠色固體，分子構型______________________________

(2)試解釋：鈉的鹵化物比相應的硅的鹵化物熔點高的多

［解析］分子對稱、無極性、顏色為淡黃色、難溶于水，因為是非極性分子

分子不對稱、有極性、顏色為黃綠色能溶于水、因為分子有極性

(2)鈉的鹵化物比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與晶體的類型有關。前者是離

子晶體而后者為分子晶體，前者靠陰、陽離子相互作用比后者的范德華力大的多。

［例4］在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有個在晶體中

截取一個最小的正方形；使正方形的四個頂點部落到CO?分子的中心，則在這個正方形的

平面上有個Oh分子。

［解析］解答此題要求對干冰的晶體模型十分熟悉。以右下角CO?分子研究對象：與

其緊鄰的為

o------C02分子

面心上的3個CO2分子，而CO?分子被8個這樣的立方體所共有，故有3X8=24。又考慮

到面心上的CO?被2個這個的立方體共有，故24/2=12個。

由CO?晶體模型分析得出，符合題意的最小正方形即模型的角對角面的一半，不難看

出有4個C02分于。

［答案］12個4個

四、總結

1.分子間通過分子作用力相結合的晶體叫分子晶體。構成分子晶體的微粒是分子。

分子晶體中，由于分子間作用力較弱，因此，分子晶體一般硬度較小，熔、沸點較低。

2.?般來說，對于組成和結構相似的物質，分子間作用力隨著相對分子質量增加而

增大，物質的熔點、沸點也升高。例如：F2<C12<Br2<12、CF4<CC14<CBr4<CC14,CO2<CS2

等。

3.組成相似的分子，極性分子的熔、沸點大于非極性分子，如：SO2>CO2

第二講針對性練習

-、選擇題

1.下列物質在變化過程中，只需克服分子間作用力的是（）

A.食鹽溶解B.鐵的熔化

C.干冰升華D.氯化鐵的“升華”

2.下列化學式能真實表示物質分子組成的是（）

A.NaOHB.SO3

C.CsClD.NaCl

3.最近科學家發現了一種新分子，它具有空心的類似足球的結構，分子式為Cw,下列說

法正確的是（）

A.Cm是一種新型的化合物

B.CM和石墨都是碳的同素異形體

C.Cw中雖然沒有離子鍵，但固體為離子晶體

D.Ca相對分子質量為720

4.當S03晶體熔化或氣化時，下述各項中發生變化的是（）

A.分子內化學鍵B.分子間距離

C.分子構型D.分子間作用力

5.IA族元素的原子與最外層有7個電子的原子結合，可以形成（）

A.離子晶體

B.分子晶體

C.離子晶體，分子晶體都不可能形成

D.無法確定

6,支持固態氨是分子晶體的事實是

A.氮原子不能形成陽離子

B.錢離子不能單獨存在

C.常溫下，氨是氣態物質

I）.氨極易溶于水

7.下列有關共價化合物的說法：①具有較低的熔、沸點②不是電解質③固態時是分

子晶體④都是由分子構成⑤液態時不導電，其中?定正確的是

A.①③④B.②⑤

C.①②③④⑤1）.⑤

8.下列分子晶體：

①HC1②HBr③HI@C0⑤凡⑥4熔沸點由高到低的順序是（）

A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥

C.③②①④⑤⑥D,⑥⑤④③②①

9.下列性質適合于分子晶體的是()

A.熔點1070C,易溶于水，水溶液導電

B.熔點10.31℃,液態不導電、水溶液能導電

C.能溶于CS2、熔點112.8℃,沸點444.6'C

D.熔點97.81℃,質軟、導電、密度0.97g/cm3

二、填空題

10.有兩組關于物質熔點的數據分析以上數據，回答:

I組

物質NaClKC1RbClCsCl

熔點

II組

物質SiCLtGeCLSnCL,PbCl.,

熔點

(1)有什么規律可循一

(2)造成這些規律的主要原因是.

11.已知白磷是由P,分子形成的分子

晶體，每個巴分子是正四面體結

構。分子中的四個磷原子位于正

四面體的四個頂點。則P,分子中

共有個P—P鍵。

12.磷在空氣中充分燃燒后生成結構如圖所示的分子。圖中圓圈表示原子、實線表示化學

鍵。試回答：

(1)請從圖中找出磷原子，并在圖上將其涂黑。

(2)形成化合物的化學式為。

(3)分子內的磷原子排列成形。

(4)每個磷原子處于中心。

(5)在用實線表示的化學鍵中，兩原子間單線表示

O

的是極(填寫非極性鍵或極性鍵)。

13.1996年諾貝化學獎授予對發現C60有重大貢獻的三位科學家.C60分子是形如球狀的

多面體(如圖)，該結構的建立基于以下考慮：

①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵;

②C60分子只含有五邊形和六邊形；

③多面體的頂點數、面數和棱邊數的關系,遵循歐拉定理：

頂點數+面數-棱邊數=2

據上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數為30.

請回答下列問題：

(1)固體C60與金剛石相比較，熔點較高者應是理由是：

(2)試估計C60跟F2在一定條件下，能否發生反應生成。60卜60(填“可能”或

“不可能”),并簡述其理由：

(3)通過計算,確定C60分子所含單鍵數.

C60分子所含單鍵數為.

(4)C70分子也已制得,它的分子結構模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計算

確定C70分子中五邊形和六邊形的數目.

C70分子中所含五邊形數為________，六邊形數為一

第2課時練習答案

一、選擇題

1.A2.B3.BD4.BD5.AB6.C7.D8.C9.BC

二、填空題

10.(1)1組：隨離子健的減弱，熔點降低

II組：隨分子量的增大，熔點升高。

(2)原理：工組為離子晶體II組為分子晶體。

11.6個

(2)PtO,o(3)正四面體

(4)由原予排列成的正四面體

(5)極性

13.解答

(1)金剛石

金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石熔點較高.

(答出"金剛石屬原子晶體”即給分)

(2)可能

因C60分子含30個雙鍵，與極活潑的F2發生加成反應即可生成C60F6O

(只要指出久60含30個雙鍵”即給分，但答“因C60含有雙鍵”不給分)

(3)依題意C60分子形成的化學鍵：(3x60)=90

也可由歐拉定理計算鍵數(即棱邊數):60+(12+20)-2=90

C60分子中單鍵為：90-30=60(1分)

(4)設C70分子中五邊形數為x,六邊形數為y.依題意可得方程組：

-(5x+6y)=1(3X70)(鍵數，即棱邊數)

70+(x+y)-1(3X70)=2(歐拉定理)

解得:五邊形數x=12,六邊形數y=25

第一節離子晶體、分子晶體

和原子晶體(三)

一、學習目標

1.掌握相鄰原子間通過共價鍵結合而成空間網狀結構的晶體屬于原子晶體。

2.以金剛石為例，了解原子晶體的物理性質(熔、沸點，導電性和溶解性)

二、學習過程

［復習提問］

(-)基本知識點(學生自學完成)

1.原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結合而形成的空間網狀結構的晶體。

2.構成粒子：；。

3.粒子間的作用,

4.原子晶體的物理性質

(1)熔、沸點,硬度

(2)_般的溶劑。

(3)導電?

原子晶體具備以上物理性質的原因

原子晶體的化學式是否可以代表其分子式

原因_____________________________,

5.常見的原子晶體有等。

6.判斷晶體類型的依據

(1)看構成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。

對分子晶體，構成晶體的微粒是_微粒間的相互作用是；

對于離子晶體，構成晶體的是微粒是_微粒間的相互作—

鍵。

對于原子晶體，構成晶體的微粒是，微粒間的相互作用是鍵。

(2)看物質的物理性質(如：熔、沸點或硬度)。

一般情況下，不同類晶體熔點高低順序是晶體＞晶體〉晶體。

原子晶體、離子晶體比分子晶體的熔、沸點高得多

(-)重點點撥

1.晶體

晶體是指具有規則幾何外形的固體。其結構特征是其內的原子或分子在主維空間的

排布具有特定的周期性，即隔一定距離重復出現。重復的單位可以是單個原子或分子，

也可以是多個分子或原子團。重復的單位必須具備3個條件，化學組成相同，空間結構（包

括化學鍵）相同，化學環境和空間環境相同。

2.晶胞的概念

在晶體結構中具有代表性的基本的重復單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地重復就

產生了宏觀的晶體。可以說，晶體的性質是由晶胞的大小，形狀和質點的種類（分子、原

子或離子）以及它們之間的作用力所決定的。

3.納米材料

我們平時所見到的材料，絕大多數是固體物質，它的顆粒?般在微米級，--個顆粒

包含著無數個原子和分子，這時候，材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質。當人

們用特殊的方法把顆粒加工到納米級大小，這時的材料則被稱之為納米材料，一個納米

級顆粒所含的分子數則大為減少。奇怪的是，納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化

學特性，和微米級材料的性質迥然不同。

納米材料的粒子是超細微的，粒子數多、表面積大，而且處于粒子界面上的原子比

例甚高，?般可達總數的一半左右。這就使納米材料具有不尋常的表面效應，界面效應

等。因此而呈現出一系列獨特的性質。

納米顆粒和晶胞是兩個完全不同的概念：晶胞是晶體中最小的重復單元，這種重復

單元向空間延伸，構成晶體，而納米顆粒本身就是一個分子，納米材料在結構上與分子

晶體有相似的地方，但并不相同。

納米材料并不是新的物質，只不過是將傳統材料的顆粒進一步超細微化，這樣對物

質的物理性質的改變十分巨大，使之具備了一些傳統材料所無法具備的性質。為什么與

傳統材料相比，納米材料的性質改變如此巨大，科學界目前還無法做出最終解釋。

（三）講練（先練后講）

［例1］下列的晶體中，化學鍵種類相同，晶體類型也相同的是（）

A.SOz與Si（hB.CO?與H?0

C.NaCl與HC1D.CCL與KC1

［解析］抓住晶體粒子的化學鍵去判斷晶體類型這?關鍵進行對比。如SO,與SiOz都是

共價化合物，但是，晶體內的作用力是分子間作用力，SO,為分子晶體，而SiOe中硅與氧

以共價鍵結合形成網狀的原子晶體。

［答案］B

［例2］碳化硅SiC的種晶體具有類似金剛石的結構，其中C原子和S原子的位置是

交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點從高到低的順

序是（）

A.①③@B.②③①

C.③①②D.②①③

［解析］C與Si同為IVA族元素，它們的相似性表現在金剛石是原子晶體，硅晶體，

碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價鍵的鍵能逐漸減弱?？赏?/p>

斷碳化硅應在Si與C之間。三種原子晶體，空間結構相似，熔點決定于它們的鍵長與鍵

能，故熔點從高到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。

［答案］A

［例3］下列晶體分類中正確的一組是()

離子晶體原子晶體分子晶體

ANaOHArS02

BH2sol石墨S

CCHCOONa水晶

3co

DBa(Oil)2金剛石玻璃

［解析］從晶體中結構粒子的性質去判斷晶體的類型。NaOH、CHEOONa、Ba(0H)2都是通過

離子鍵相互結合的離子晶體，純HzSO?,無H',系分子晶體。Ar是氣體，分子間以范德華

力相互結合為分子晶體，石墨是過渡型或混合型晶體，水晶SiOz與金剛石是典型原子晶

體。硫的化學式以1個S表示，實際上是&,氣體時為S2,是以范德華力結合的分子晶

體。

玻璃無一定的熔點，加熱時逐漸軟化，為非晶體，是無定形物質。

［答案］C

［例4］單質硼有無定形和晶體兩種，參考下表數據

金剛石晶體硅晶體硼

熔點>382316832573

沸點510026282823

硬度107.09.5

①晶體硼的晶體類型屬于晶體，理由是?

已知晶體硼結構單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個等邊三角形的面和

一定數目的頂點，每個項點上各有1個B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結構單

元由

—個硼原子構成。其中B—B鍵的鍵角為o

［解析］①原子，理由：晶體的熔、沸點和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛

石和晶體Si均為原予晶體，B與C相鄰與Si處于對角線處，亦為原于晶體。

②每個三角形的頂點被5個三角形所共有，所以，此頂點完全屬于一個三角形的只

占到1/5,每個三角形中有3個這樣的點，且晶體B中有20個這樣的角形，因此，晶體

B中這樣的頂點（B原子）有3/5X20=12個。

又因晶體B中的三角形面為正三角形，所以鍵角為60°

（四）總結

1.相鄰原子間通過共價鍵結合而成空間網狀結構的晶體屬于離子晶體。

2.構成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強共價鍵相結合，而且形成空間網狀結

構。鍵能大。原子晶體的熔點和沸點高。

3.同種晶體:若同為原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點

越高：如金剛石＞SiOSi。

第3課時針對性訓練（原子晶體）

一、選擇題

1.下列晶體中不屬于原子晶體的是（）

A.干冰B.金剛砂

C.金剛石D.水晶

2.在金剛石的網狀結構中，含有共價鍵形成的碳原子

環，其中最小的環上，碳原子數是（）

A.2個B.3個

C.4個D.6個

3,下列各物質中，按熔點由低到高排列正確的是（）

A.。2、L、Hg

B.CO2、KCbSi02

C.Na.K、Rb

D.SiC、NaCl、SO2

4.下列各晶體申琪中任御一個原子都被相鄰的4個原子所包圍；似共價鍵潞戒正四面體

結構，并向空間伸展虞網狀結構的是（）

A.甲烷B.石墨

C.晶體硅1）.水晶

5.在xmol石英晶體中，含有Si-0鍵數是（）

A.xmolB.2xmo}

C.3xmolD.4xmol

6.固體熔化時，必須破壞非極性共價鍵的是（）

A.冰B.晶體硅

C.溟D.二氧化硅

7.石墨晶體是層狀結構，在每一層內；每一個碳原于都跟其他3個碳

原子相結合，如圖是其晶體結構的俯視圖，則圖中7個六元環完全占

有的碳原子數是()

A.10個B.18個

C.24個D.14個

二、填空題

8.石英晶體的平面示意圖如圖所示，實際上是立體網

狀結構，其中硅，氧原子個數比為—

o

l

si

ol

9.SiO/離子結構用周表示，在二聚

硅酸根離子SizO產中只有硅氧鍵，它的結構應是.

10.氮化硅是種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質穩定。工業上曾普遍采

用高純硅與純氮在1300℃反應獲得。

(1)氮化硅晶體屬于晶體。

(2)已知氮化硅的晶體結構中，原子間以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子和S

原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩定結構。請寫出氮化硅的化學式

(3)現用SiC14和凡在H,氣氛保護下，加強熱發生反應，可得較高純度的氮化硅。反

應的化學方程式為

11.短周期元素K、Y、Z在周期表中位置關系如圖：

X

Y

Z

(l)x元素的單質分子式是_______,若x核內中子數和質子數相等，x單質的摩爾質量為

,單質是晶體。

(2)自然界中存在一種含Y的天然礦物名稱是：電子式為_屬于——晶體。

(4)z單質的晶體類型屬于,Z的氫化物和最高價氧化物的濃溶液反應的化學

方程式為一

12.有A、B、C三種晶體，分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成，對這三

種晶體進行實驗，結果如下圖所示

(1)晶體的化學式分別為：ABC

(2)晶體的類型分別為：ABC

(3)晶體中粒子間的作用分別為：ABC

第3課時練習答案

一、選擇題

LA2D工BCD&BD

4.&5.7.

力

直s

二

、

八

&1：2

_o0.

l1

^

0-si1-OI

l一

o0

_

9.

10.⑴原子⑵S3N4

(3)3SiCL+2N2+6nSi3N4+12HCl

11.

(l)He4g?mol1分于

(2)螢石

⑶分子晶體LS+HzSO,(濃)=SI+S02t+2H20

12.(1)ANaClBCCHC1

(2)A離子晶體B原于晶體C分子晶體

(3)A離子鍵B共價鍵C分子間作用力

第二節金屬晶體

一、學習目標

1.使學生了解金屬晶體的模型及性質的一般特點。

2.使學生理解金屬晶體的類型與性質的關系。

3.較為系統地掌握化學鍵和晶體的幾種類型及其特點。

二、學習重點」

金屬晶體的模型；晶體類型與性質的關系。

三、學習難點」

金屬晶體結構模型。

四、學習過程

［投影］選一位同學的家庭作業（以表格形式比較離子晶體、原子晶體和分子晶體結構與

性質的關系）。要求全體同學對照分析各自作業，在教師的引導下進行必要的修正和補充。

然后投影一張正確的表格。

表一：離子晶體、分子晶體、原子晶體結構與性質關系的比較

晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體

結構成晶體粒子陰、陽離子分子原子

構粒子間的作用力離子鍵分子間作用力共價鍵

硬度較大較小較大

性溶、沸點較高較低很大

固體不導電，溶化固態和熔融狀態都

導電不導電

或溶于水后導電不導電

質有些易溶于等極性

溶解性相似相溶難溶于常見溶劑

溶劑

［展示金屬實物］展示的金屬實物有金屬導線（銅或鋁）、鐵絲、鍍銅金屬片等，并將

鐵絲隨意彎曲，引導觀察銅的金屬光澤。敘述應用部分包括電工架設金屬高壓電線，家

用鐵鍋炒菜，鍛壓機把鋼錠壓成鋼板等。

［教師誘導］從上述金屬的應用來看，金屬有哪些共同的物理性質呢？

［學生分組討論］請一位同學歸納，其他同學補充。

［板書］二金屬共同的物理性質

容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。

［教師誘啟］前面我們知道離子晶體、分子晶體、原子晶體有著不同的物理性質特點，

且分別由它們的晶體結構所決定，那么金屬的這些共同性質是否也是由金屬的結構所決

定呢？

［板書］第二節金屬晶體

［flash動畫］點擊“金屬晶體內部結構”條目，讓學生看金屬晶體內容組成微

粒內容為，然后再聽畫外音兼字幕。

再點擊“金屬晶體內部結構”內部畫面左上角“內部結構”條目，讓學生看幾

種常見金屬晶體空間構型。硬球?個一?個地堆積給同學觀察，成形后再旋轉讓同學

從不同角度進行觀察，且拆散、堆積給學生分析。

［畫外音兼有字幕］金屬（除汞外）在常溫下一般都是固體。通過X射線進行研究發現,

在金屬中，金屬原子好像許多硬球一層層緊密地堆積著，每一個金屬原子周圍有許多相

同的金屬原子圍繞著，

［設錠］金屬中堆積的就是中性原子嗎？

［閱讀并討論］金屬中由于金屬原子的外層電子比較少，金屬原子容易失去外層電子

變成金屬離子，在金屬內部結構中，實際上按?定規律緊密堆積的是帶正電荷的金屬陽

離子。

［教師誘啟］同樣的帶正電荷的金屬陽離子本應相互排斥，為何還可以緊密地堆積在

一起呢？

［提示設疑］電子到哪里去了呢？

［討論］學生分組討論，教師引導分析：要使帶正電荷的金屬陽離子按一定規律緊密

堆積，除非金屬原子釋出的電子在各金屬離子間自由地運動，這樣依靠金屬陽離子與帶

負電荷的自由電子之間強烈的相互作用使金屬離子緊密地堆積在一起。

［板書］二、金屬晶體結構

金屬晶體：通過金屬離子與自山電子之間的較強作用形成的單質晶體。

［教師設問］構成金屬晶體的粒子有哪些？

［學生歸納］金屬晶體由金屬離子和自由電子構成。

［引言］金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯系呢？

［板書］三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系

1.金屬晶體結構與金屬導電性的關系

［演示多媒體動畫3］畫面內容:金屬晶體中的自由電子在沒有外加電場存在時是自由

移動的，在外加電場作用下，自由電子則發生定向移動而形成電流。

［畫外音兼有字幕］在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒

有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向運動，因而形成電流，所

以金屬容易導電。

表二

晶體類型離子晶體金屬晶體

導電時的狀態

導電粒子

［分析對比］讓學生充分討論、對比，并讓一位同學歸納填寫，然后教師點評上述表格，

［板書］2.金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系

［教師誘啟］導熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質運動的結果，那么金屬晶體

導熱過程中金屬離子和自由電子擔當什么角色？

［學生閱讀］教材中有關內容。

［分組討論］①金屬晶體導熱過程中粒子運動情況如何？

②這些粒子通過什么方式傳遞熱量？

③熱量傳遞方向及最后整個金屬晶體溫度高低情況怎樣？

［學生匯報］選一位學生匯報學生討論結果，其他學生補充。

［投影小結］金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高

的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。

［板書］3.金屬晶體結構與金屬的延展性的關系

［演示多媒體動畫4］畫面為一原子晶體和金屬晶體結構模型，當其分別受到外力作用

時，原子晶體中原子間的位移使共價鍵受到破壞，而金屬晶體中各原子層發生相對滑動

時;卻保持了金屬離子與自由電子之間的較強相互作用。

［畫外音兼有字幕］原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導致共價鍵的斷裂，

因而難以鍛壓成型，無延展性，而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒

有方向性，各原子層之間發生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力

作用下，發生形變也不易斷裂。

［討論］組織學生分組討論、歸納，然后在教師的指導下，得出正確的答案。

［投影小結］表三金屬晶體的結構與性質的關系

（見下頁表）

導電性導熱性延展性

金屬離子和自由電子自由電子在外加電自由電子與金屬離晶體中各原子層相

場的作用下發生定子碰撞傳遞熱量對滑動仍保持相互

向移動作用

［投影課堂反饋練習］

1.金屬晶體的形成是因為晶體中存在

A.金屬離子間的相互作用

B.金屬原子間的相互作用

C.金屬離子與自由電子間的相互作用

D.金屬原子與自由電子間的相互作用

2.金屬能導電的原因是

A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱

B.金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發生定向移動

C.金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發生定向移動

D.金屬晶體在外加電場作用下可失去電子

3.下列敘述正確的是

A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子

B.原子晶體中只含有共價鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵

D.分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵

［作業布置］本節教材習題1、習題2

課后閱讀材料

1.超導體----類急待開發的材料

一般說來，金屬是電的良好導體(汞的很差)。1911年荷蘭物理學家H?昂內斯在研

究低溫條件下汞的導電性能時，發現當溫度降到約4K(即一269、)時汞的電阻“奇異”

般地降為零，表現出超導電性。后又發現還有幾種金屬也有這種性質，人們將具有超導

性的物質叫做超導體。

2.合金

兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質，叫做合

金，合金屬于混合物，對應的固體為金屬晶體。合金的特點①仍保留金屬的化學性質，

但物理性質改變很大；②熔點比各成份金屬的都低：③強度、硬度比成分金屬大；④有

的抗腐蝕能力強；⑤導電性比成分金屬差。

3.金屬的物理性質由于金屬晶體中存在大量的自由電子和金屬離子(或原子)排列很

緊密，使金屬具有很多共同的性質。

(1)狀態：通常情況下，除Hg外都是固體。

(2)金屬光澤：多數金屬具有光澤。但除Mg、Al,Cu、Au在粉末狀態有光澤外，其

他金屬在塊狀時才表現出來。

(3)易導電、導熱：由于金屬晶體中自由電子的運動，使金屬易導電、導熱。

(4)延展性

(5)熔點及硬度：山金屬晶體中金屬離子跟自由電子間的作用強弱決定。金屬除有共

同的物理性質外，還具有各自的特性。

①顏色：絕大多數金屬都是銀白色，有少數金屬具有顏色。如Au金黃色Cu紫紅

色Cs銀白略帶金色。

②密度：與原子半徑、原子相對質量、晶體質點排列的緊密程度有關。最重的為鉞

(0s)伯(Pt)最輕的為鋰(Li)

③熔點：最高的為鶴(W),最低的為汞(Hg),Cs,為28.4℃Ca為30℃

④硬度：最硬的金屬為銘(Cr),最軟的金屬為鉀(K),鈉(Na),艷(Cs)等，可用小

刀切割。

⑤導電性：導電性能強的為銀(Ag),金(Au),銅(Cu)等。導電性能差的為汞(Hg)

⑥延展性：延展性最好的為金(Au),Al

第二節針對性訓練

（A組）

-、選擇題

1.不僅與金屬的晶體結構有關，而且與金屬原子本身的性質有關的是金屬的（）

A.導電性B.導熱性

C.密度D.熔點

2.某晶體不導電，在熔融狀態下能被電解，則該晶體是（）

A.分子晶體B.原子晶體

C.離子晶體D.金屬晶體

3.下列敘述中，一定是金屬元素的是（）

A.最外層只有一個電子

B.核外最外電子層有1-2個電子

C.在反應中很容易失去電子

D.具有金屬光澤的單質

4.下列敘述的各項性質中，不屬于金屬的通性的是（）

A.導電、導熱性B.延展性

C.光亮而透明D.熔點都很高

5.下列說法中正確的是（）

A.金屬氧化物一定是堿性氧化物

B.金屬的導電性隨溫度的升高而增強

c.金屬在反應中都表現還原性

D.金屬對應的固態時形成金屬晶體

6.與金屬的導電性和導熱性有關的是（）

A.原子半徑大小

B.最外層電子數的多少

C.金屬的活潑性

D.自由電子

7.下列敘述中可以說明金屬甲的活潑性比金屬乙的活潑性強的是（）

A.甲中“金屑離子與自由電子之間的作用”比乙電的強

B.甲的自由電子比乙中的少

C.甲能跟稀HC1反應，乙不能

D.甲在常溫時被濃HN（h鈍化而乙不能

8.某同學在實驗牛觀察到：

①金屬X不和1mol?I「的Y”溶液反應

②金屬Y可溶解在1mol?I/'Z”溶液中，并析出金屬Z

③金屬Z不和1molX?’溶液反應，由此判斷三種金屬還原性由強到弱的順序是

（）

A.X>Y>ZB.X>Z>Y

C.Y>Z>XD.Y>X>Z

9.填寫下列表格

晶體類型組成晶體的粒子粒子間作用力物理特性

離子晶體

分子晶體

原子晶體

10.AB兩元素的最外層都只有?個電子。A的原子序數等于B的原子序數的11倍，A

的離子的電子層結構與周期表中非金屬性最強的元素的陰離子的電子層結構相同；元