《第三章第三节金属晶体 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章第三节金属晶体 (2)（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 三三章章 第第三三节节课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通 创新演练创新演练大冲关大冲关设计1设计2设计3课堂堂10分分钟练习课堂堂5分分钟归纳课下下30分分钟演演练考点一考点一考点二考点二返回返回返回返回返回返回返回返回 1金属一般具有金属一般具有 光光泽，具有良好的，具有良好的 、 性以及性以及优良的良的 性。性。 2在在铜晶胞晶胞 中，含有中，含有 个个铜原子。原子。4银白色白色导电导热延展延展返回返回 一、金属一、金属键 (1)概念：金属原子脱落下来的概念：金属原子脱落下来的 形成遍布整形成遍布整块晶晶体的体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有，被所有原子共用
2、，从而把所有 维系在一起。系在一起。 (2)成成键微粒是金属阳离子和自由微粒是金属阳离子和自由电子。子。 二、金属晶体二、金属晶体 (1)在金属晶体中，原子在金属晶体中，原子间以以 相相结合。合。 (2)金属晶体的性金属晶体的性质：优良的良的 、 和和 。价价电子子电子气子气金属原子金属原子金属金属键导电性性导热性性延展性延展性返回返回(3)用用电子气理子气理论解解释金属的性金属的性质：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生会发生 ，但，但 不变，金属不变，金属离子与自由电子形成的电子气没有破坏，所以离子与自由电子形成的电子气没有破坏，所以金属有
3、良好的延展性。金属有良好的延展性。 在外加在外加电场的作用下，金属晶体中的的作用下，金属晶体中的 做做 而形成而形成电流，呈流，呈现良好的良好的导电性性 。 电子气中的自由子气中的自由电子在运子在运动时经常与金属离子常与金属离子碰撞，从而引起两者能量的交碰撞，从而引起两者能量的交换。 相对滑动相对滑动排列方式排列方式电子气子气定向移定向移动返回返回 三、金属晶体的基本堆三、金属晶体的基本堆积模型模型 1二二维空空间模型模型 金属原子在二金属原子在二维平面里放置有平面里放置有 和和 两种两种方式，配位数分方式，配位数分别为 和和 。如。如图非密置非密置层密置密置层46返回返回 2三三维空空间模型
4、模型 (1)简单立方堆立方堆积： 是按是按 (填填“密置密置层”或或“非密置非密置层”)方式堆方式堆积而而成，其空成，其空间利用率利用率52%，配位数，配位数为 ，晶胞构成：一个立，晶胞构成：一个立方体，每个晶胞含有方体，每个晶胞含有 个原子，如个原子，如 。非密置非密置层61Po返回返回 (2)体心立方堆体心立方堆积： 是按是按 (填填“密置密置层”或或“非密置非密置层”)方式堆方式堆积而而成，配位数成，配位数为 ，空，空间利用率利用率为68%。晶胞构成：。晶胞构成： 立立方，每个晶胞含有方，每个晶胞含有 个原子。如碱金属。个原子。如碱金属。非密置非密置层8体心体心2返回返回 (3)六方最密
5、堆六方最密堆积和面心立方最密堆和面心立方最密堆积： 六方最密堆六方最密堆积和面心立方最密堆和面心立方最密堆积是按照是按照 (填填“密置密置层”或或“非密置非密置层”)的堆的堆积方式堆方式堆积而成，配位数均而成，配位数均为 ，空，空间利用率均利用率均为 。 六方最密堆六方最密堆积如如图所示，按所示，按 的方的方式堆式堆积。面心立方最密堆。面心立方最密堆积：ABCABC方式堆方式堆积，这两种两种都是金属晶体的最密堆都是金属晶体的最密堆积。密置密置层1274%ABABABAB返回返回六方最密堆六方最密堆积如如图所示，按所示，按ABABABAB的方式堆的方式堆积。返回返回 面心立方最密堆面心立方最密堆
6、积如如图所示，按所示，按ABC ABC ABC的方式堆的方式堆积。返回返回 四、石墨四、石墨混合晶体混合晶体 1结构特点构特点层状状结构构 (1)同同层内，碳原子采用内，碳原子采用 杂化，以化，以 相相结合形成正合形成正六六边形平面网状形平面网状结构。所有碳原子的构。所有碳原子的2p轨道平行且相互重叠，道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运子可在整个平面中运动。 (2)层与与层之之间以以 相相结合。合。 2晶体晶体类型型 石墨晶体中，既有石墨晶体中，既有 ，又有，又有 和和 ，属于属于 。sp2共价共价键范德范德华力力共价共价键金属金属键范德范德华力力混合晶体混合晶体返回返回1金属的下列性金
7、属的下列性质中和金属晶体无关的是中和金属晶体无关的是 ()A良好的良好的导电性性B反反应中易失中易失电子子C良好的延展性良好的延展性 D良好的良好的导热性性解析：解析：A、C、D三三项都是金属共有的物理性都是金属共有的物理性质，这些性些性质都是由金属晶体所决定的，都是由金属晶体所决定的，B项金属易失金属易失电子是由原子是由原子的子的结构决定的，和晶体无关。构决定的，和晶体无关。答案：答案：B返回返回2金属能金属能导电的原因是的原因是 ()A金属晶体中的金属阳离子与自由金属晶体中的金属阳离子与自由电子子间的作用的作用较弱弱B金属晶体中的自由金属晶体中的自由电子在外加子在外加电场作用下可作用下可发
8、生定生定 向移向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可作用下可发生生 定向移定向移动D金属晶体在外金属晶体在外电场作用下可失去作用下可失去电子子返回返回解析：解析：根据根据电子气理子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加子是属于整个晶体的，在外加电场作用下，作用下，发生了定向移生了定向移动从而从而导电，故，故B项正确；有的正确；有的金属中金属金属中金属键较强强，但依然，但依然导电，故，故A项错误；金属；金属导电是是靠自由靠自由电子的定向移子的定向移动，而不是金属阳离子，而不是金属阳离子发生定向移生定向移动，故故C项错误；金属；金属导电是物理是物理变化，而不是失
9、去化，而不是失去电子的化学子的化学变化，故化，故D项错误。答案：答案：B返回返回3据下列四种有关性据下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是的叙述，可能属于金属晶体的是 ()A由分子由分子间作用力作用力结合而成，熔点很低合而成，熔点很低B固体或熔融后易固体或熔融后易导电，熔点在，熔点在1000左右左右C由共价由共价键结合成网状晶体，熔点很高合成网状晶体，熔点很高D固体不固体不导电，熔融状，熔融状态下亦不下亦不导电，但溶于水后能，但溶于水后能导电解析：解析：A项所述所述为分子晶体；分子晶体；B项中固体能中固体能导电，熔点，熔点在在1000左右，熔点不是很高，排除石墨等固体，左右，熔点不是很高
10、，排除石墨等固体，应为金属晶体；金属晶体；C项所述所述为原子晶体；原子晶体；D项为分子晶体。分子晶体。答案：答案：B返回返回4连线题。 金属金属晶胞晶胞类型型A铜 简单立方立方B钋 体心立方体心立方C钾 六方六方D镁 面心立方面心立方解析：解析：简单立方的是立方的是钋，体心立方的有，体心立方的有Na、K、Fe等，等，六方最密堆六方最密堆积的有的有Mg、Zn等，面心立方最密堆等，面心立方最密堆积的有的有Cu、Ag、Au。答案：答案：ABCD返回返回返回返回 1金属金属键的概念的概念 金属阳离子与金属阳离子与“电子气子气”中的自由中的自由电子子间的的强强烈相互作用。烈相互作用。 2金属金属键的特点
11、的特点 (1)成成键微粒是金属阳离子和自由微粒是金属阳离子和自由电子；子； (2)金属金属键无方向性和无方向性和饱和性；和性； (3)金属金属键存在于金属存在于金属单质和合金中。和合金中。返回返回 3金属金属键强强弱的比弱的比较 金属金属键的的强强度主要决定于金属元素的原子半径和价度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，价子数。原子半径越大，价电子数越少，金属子数越少，金属键越弱。原子越弱。原子半径越小，价半径越小，价电子数越多，金属子数越多，金属键越越强强。 4金属晶体的性金属晶体的性质 (1)良好的良好的导电、导热性和延展性。性和延展性。返回返回 (2)熔沸点：金属熔沸点：
12、金属键越越强强，熔沸点越高。，熔沸点越高。 同周期金属同周期金属单质，从左到右，从左到右(如如Na、Mg、Al)熔沸点熔沸点升高。升高。 同主族金属同主族金属单质，从上到下，从上到下(如碱金属如碱金属)熔沸点降低。熔沸点降低。 合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 金属晶体熔点差金属晶体熔点差别很大，如汞常温很大，如汞常温为液体，熔点很液体，熔点很低低(38.9)，而，而铁等金属熔点很高等金属熔点很高(1 535)。 (3)金属金属键越越强强，金属晶体的硬度越大。，金属晶体的硬度越大。返回返回 例例1要使金属晶体熔化必要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属破
13、坏其中的金属键。金。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的的强强弱，弱，而金属而金属键与金属阳离子所与金属阳离子所带电荷数的多少及半径大小有关。荷数的多少及半径大小有关。由此判断下列由此判断下列说法正确的是法正确的是 ()A金属金属镁的熔点高于金属的熔点高于金属铝B碱金属碱金属单质的熔、沸点从的熔、沸点从Li到到Cs是逐是逐渐升高升高C金属金属铝的硬度大于金属的硬度大于金属钠的的D金属金属镁的硬度小于金属的硬度小于金属钙的的返回返回 解析解析影响金属晶体熔、沸点的是金属影响金属晶体熔、沸点的是金属键。镁离子比离子比铝离子的半径大且所离子的半径
14、大且所带的的电荷数少，所以金属荷数少，所以金属镁比金属比金属铝的金属的金属键弱，熔、沸点和硬度都小，弱，熔、沸点和硬度都小，A错；从；从Li到到Cs，离子，离子的半径是逐的半径是逐渐增大的，所增大的，所带电荷数相同，金属荷数相同，金属键逐逐渐减弱，减弱，熔、沸点和硬度都逐熔、沸点和硬度都逐渐减小，减小，B错；因离子的半径小而所；因离子的半径小而所带电荷数多，使金属荷数多，使金属铝比金属比金属钠的金属的金属键强强，所以金属，所以金属铝比比金属金属钠的熔、沸点和硬度都大，的熔、沸点和硬度都大，C对；因离子的半径小而所；因离子的半径小而所带电荷数相同，使金属荷数相同，使金属镁比金属比金属钙的金属的金
15、属键强强，所以金属，所以金属镁比金属比金属钙的熔、沸点和硬度都大，的熔、沸点和硬度都大，D错。 答案答案C返回返回 同一主族的金属从上到下原子半径增大，所同一主族的金属从上到下原子半径增大，所带电荷数荷数不不变，所以硬度减小，熔、沸点降低，同周期的主族金属，所以硬度减小，熔、沸点降低，同周期的主族金属从左到右原子半径减小，所从左到右原子半径减小，所带电荷数增多，所以硬度增大，荷数增多，所以硬度增大，熔、沸点升高。熔、沸点升高。返回返回堆堆积模型模型采采纳这种种堆堆积的典的典型代表型代表空空间利利用率用率配位数配位数晶胞晶胞非密非密置置层简单立立方堆方堆积Po(钋)52%6体心立体心立方堆方堆积
16、Na、K、Fe68%8返回返回堆堆积模型模型采采纳这种种堆堆积的典的典型代表型代表空空间利利用率用率配位数配位数晶胞晶胞密密置置层六方最密六方最密堆堆积Mg、Zn、Ti74%12面心立方面心立方最密堆最密堆积(ccp)Cu、Ag、Au74%12返回返回 例例2(1)在下在下图中中选择： 金属金属钠的晶胞模型是的晶胞模型是_，每个晶胞含有，每个晶胞含有_个个Na原子，每个原子，每个Na原子周原子周围有有_个个紧邻的的Na原子。原子。 金属金属铜的晶胞模型是的晶胞模型是_，每个晶胞含有，每个晶胞含有_个个Cu原子，每个原子，每个Cu原子周原子周围有有_个个紧邻的的Cu原子。原子。返回返回 (2)在
17、在(1)题中的晶胞示意中的晶胞示意图中把金属原子抽象成中把金属原子抽象成质点，点，而事而事实上在堆上在堆积模型中我模型中我们把金属原子看成互相接触的球把金属原子看成互相接触的球体体则更接近更接近实际情况。情况。对于于简单立方堆立方堆积的晶胞中，的晶胞中，“金属金属球球”在晶胞的棱心在晶胞的棱心处接触，接触，设晶胞晶胞(立方体立方体)的的边长为a，球，球的半径的半径为r，则a与与r的关系是的关系是a2r。返回返回 那么，在体心立方堆那么，在体心立方堆积模型中，模型中，“金属球金属球”应在在_处接触，接触，则晶胞晶胞边长a与球半径与球半径r的关系是的关系是_；晶胞的体；晶胞的体积为_；而；而该晶胞
18、中晶胞中拥有有_个原子，故金属原子所占的体个原子，故金属原子所占的体积为_，因此体心立方堆，因此体心立方堆积的空的空间利用率利用率为(写出写出计算算过程程)：_。返回返回 解析解析(1)金属金属钠的堆的堆积方式与金属方式与金属钾的堆的堆积方式方式相同，均相同，均为体心立方堆体心立方堆积，每个晶胞中含有，每个晶胞中含有2个个钠原子，其原子，其配位数是配位数是8。金属金属铜的堆的堆积方式方式为ABCABC型，即型，即为面心立方最密堆面心立方最密堆积，每个晶胞中含有，每个晶胞中含有4个个铜原子，配位数原子，配位数为12。返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回点点击下下图进入入课堂堂10分分钟练习返回返回 (1)金属晶体中，原子之金属晶体中，原子之间以金属以金属键相相结合，金属合，金属键的的强强弱决定金属晶体的熔点和硬度。弱决定金属晶体的熔点和硬度。 (2)金属原子在二金属原子在二维空空间里有两种放置方式：密置里有两种放置方式：密置层和和非密置非密置层。 (3)金属原子在三金属原子在三维空空间里有四种堆里有四种堆积方式；方式；简单立方立方堆堆积，体心立方堆，体心立方堆积，六方最密堆，六方最密堆积，面心立方最密堆，面心立方最密堆积。返回返回点点击下下图进入入课下下30分分钟演演练
