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1、第三节金属晶体I课标要求I知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些性质。能列举金属晶体的基本堆积模型。知道金属晶体的组成微粒、微粒间作用力以及与其他晶体的区别。课前轆錨123要点一 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，从而把所有金属维系在一起。(2) 成键微粒：金属阳离子和。2. 金属晶体(1) 金属晶体是通过形成的一类晶体。金属晶体常温下除汞外都是固体。(2) 性质：优良的、导热性和延展性。(3) 金属的性质电子气概念(理论)延展性|当債屈咙到外”作用时晶侔中的各原子空就妾疵主拉讨迪他排列厅武兀变*金属离 r与自由电尸世
2、成的纸凰愛没有被破坏 所以金孱冇良好的延展性。呢利_iV卜加电场的作用下，全屈晶体中的叫Ci做足向輻动而龙诚电流*是现良好的导电性.TT爆舟电子气在运动时经常一金屈原子碰撞从而引起两者能诫的交换。A思考1： (1)晶体中有阳离子，一定有阴离子吗？有阴离子，一定有阳离子吗? (2)金属导电与电解质溶液导电有什么区别？要点二 金属晶体的原子堆积模型1 . 二维平面放置方式放置方式非密置层密置层配位数2.金属晶体的原子堆积模型堆积模型典型代表空间利用率配位数晶胞每个晶胞所含原子个数简单立方堆积体心立方堆积Na、K、Fe68%六方最密堆积面心立方最密堆积Mg、Zn、TiCu、Ag、Au74%2A思考2
3、：金属晶体采用密堆积的原因是什么？要点三 混合晶体石墨1. 石墨的晶体结构纟吉构，因此，石墨晶体是层石墨晶体中碳原子采取杂化，形成.状结构。石墨晶体中存在的作用力有2.石墨晶体的物理性质石墨的特殊晶体结构决定着石墨有一些特殊性质。(1) 熔点高：石墨中的共价键键育，熔点很高。(2) 质软、滑腻：石墨晶体的层与层之间以结合。(3) 导电性：由于所有的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原 子平面中运动，使其有导电性。由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳的方向。跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石课堂髓爾考点一 金属键与金属晶体的性质规律1 . 金属键(1) 金
4、属键本质：金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。(2) 金属键的特点 成键微粒是金属阳离子和自由电子。 金属键无方向性和饱和性。 金属键存在于金属单质和合金中。(3)金属键的强弱比较金属键的强度主要决定于金属元素的离子半径和价电子数，离子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；离子半径越小，价电子数越多，金属键越强。(4) 金属键对金属晶体性质的影响 金属键越强，晶体熔、沸点越高，硬度越大。2金属晶体的熔点变化规律(1) 金属晶体熔点变化差别较大。如：汞在常温下是液体，熔点很低(-38.9 C),而钨的 熔点高达3 410 C。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同 造成
5、的差别。(2) 一般情况下，同类型金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的 多少决定。阳离子半径越小，所带的电荷越多，相互作用就越强，熔点就会升高。如熔点KNaMgNaKRbCs。(3) 一般合金的熔、沸点比各成分金属的熔、沸点低。【例题1】 要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点的高低和硬度大 小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子半径大小及所带电荷的多少有关。由此 判断下列说法正确的是( )A. 金属镁的熔点大于金属铝B. 碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C. 金属铝的硬度大于金属钠D. 金属镁的硬度小于金属钙变式1】 下列各组金属的沸点
6、高低顺序正确的是()BAlNaLiAMgAlCaCAlMgCaDMgBaAl考点二 金属晶体的原子堆积模型及相关计算1金属晶体的原子堆积模型2金属晶体的相关计算在所有有关晶体的计算中一定要注意以下三点：(1) 要注重立体几何知识的应用，分清各粒子在空间的位置，同时找出晶体的对角线、棱 长、面对角线与粒子之间距离的关系，再利用数学知识去计算。(2) 正确应用分摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。(3) 一个基本关系式：M =VNXA，其中，M表示物质的摩尔质量，表示晶体的密度，V是 晶胞的体积，NA是阿伏加德罗常数，x表示一个晶胞中所含的粒子数与该物质化学式的比值 (如一个氯化钠的晶胞中包含4
7、个钠离子、 4个氯离子，是其化学式中离子个数的4倍，所以 x=4)。【例题2】 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是()积B. 每个晶胞含有的原子数分别为1个，2个，2个，4个C. 晶胞中原子的配位数分别为6,8,8,12D. 空间利用率的大小关系为 【变式2】 晶胞即晶体中最小的重复单元。已知铁为面心立方晶体，其结构如图(I )所示，面心立方的结构特征如图(II)所示。若铁原子的半径为1.27X10-L0m，试求铁晶体中的晶胞 边长，即图(III)中AB的长度。AB的长度为m。I小结必背I1金属键是指金属晶体中金属阳离子与自由电子之间的作用力。2金属晶体中，原子之
8、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。3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。4.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。(如图)1(“电子气”理论应用)依据金属晶体的“电子气”理论，下列有关说法正确的是()A. 金属受外力作用发生变形而不易折断是由于金属原子之间存在较强的作用B. 通常情况下合金中自由电子能定向移动形成电流C. 金属晶体熔融后自由电子和金属阳离子均能导电，导电能力增强D. 金属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2(金属键特点)下列有关金属键的叙述错误的是()A. 金
9、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. 金属的物理性质和金属固体的形成都与金属键有关3(金属晶体堆积方式)金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法正确的是()(b)A. 图(a)为非密置层，配位数为6B. 图(b)为密置层，配位数为4C. 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堆积4.(金属晶体的原子堆积及计算)(1)图甲为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的 是。甲乙(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。 该晶胞“实
10、际”拥有的铜原子数是个。 该晶胞称为(填字母)。A. 六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞D.简单立方晶胞 此晶胞边长为a cm, Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为p gcm3,贝阿伏加德罗常数为(用a、p表示)。课后鉤翹基础训练1. 金属晶体的形成是因为晶体中存在()A. 脱落价电子后的金属离子间的相互作用B. 金属原子间的相互作用C. 脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用D. 金属原子与价电子间的相互作用2. 下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A. 由分子间作用力结合而成，熔点低B. 固态时或熔融后易导电，熔点在1 000 C左右C. 由共价键结合成网状结
11、构，熔点高D. 固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电3. 据中国之声央广新闻报道，河南发现特大金矿，金的贮存量近105吨，可开采80年。金属Au的晶胞结构是()4依据“电子气”的金属键模型，下列对于金属导电性随温度变化的解释，正确的是()A. 温度升高，自由电子的动能变大，以致金属导电性增强B. 温度升高，金属阳离子的动能变大，阻碍自由电子的运动，以致金属导电性减弱C. 温度升高，自由电子互相碰撞的次数增加，以致金属导电性减弱D. 温度升高，金属阳离子的动能变大，自由电子与金属阳离子的吸引力变小，以致金 属的导电性增强5关于如图不正确的说法是()A. 此种最密堆积为面心立方最密堆积B. 该种堆
12、积方式称为铜型C. 该种堆积方式可用符号“ABCABC”表示D. 该种堆积方式称为镁型6. 在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子 间的作用力越大，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序正确的是 ()A. MgAlCaB. AlNaLiC. AlMgCaD. MgBaAl7. 下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述，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相互作用，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
13、. 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8. 已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别是()A. 14、6B. 14、8C. 4、8D. 4、129. 已知钼(Mo)的晶胞如图所示，钼原子半径为a pm，相对原子质量为以NA表示阿伏 加德罗常数的值。(1) 钼晶体的堆积方式为(2) 钼原子的配位数为(3) 构成钼晶体的粒子是。(4) 金属钼的密度为gcmV。(5)钼晶胞中原子空间利用率(为。(提示：原子空间利用率=原子的总体积)晶胞体积)10. (1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标 出了石墨的一
14、个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为内金刚仃肘胞乙门舉烯Am石議品胞(2) 石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。1 mol石墨烯中含有的六元环个数为，下列有关石墨烯的说法正确的是(填字母)。a. 晶体中碳原子间全部是碳碳单键b. 石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面c. 从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力(3) 金刚石晶胞如图丙所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为，原子空间利用率为。能力提升11.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，为六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆 积，如图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为()A. 3 ： 2 ： 1C. 9 ： 8 ： 4B. 11 ： 8 ： 4D. 21 ： 14 ： 912.铝硅合金(含硅 13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合于铸造。现有下列三种晶体：铝硅铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是()A.B.C. D.1
