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1、第三节金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型目标要求1.掌握金属键的含义和金属晶体的结构特点。2.能用金属键理论解释金属的一些物理性质。3.掌握金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。一、金属键1本质描述金属键本质的最简单理论是“_理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的_形成遍布整块晶体的“_”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。2金属晶体在金属单质的晶体中，原子之间以_相互结合，构成金属晶体的粒子是_和_。3金属键的强度差别_，例如，金属钠的熔点较低，硬度较小，而钨是熔点最高的金属，这是由于_不同的缘故。一般来说，金属的_越小，金属键越强，金属的_越多，金属键越
2、强。4金属材料有良好的延展性，由于金属键_方向性，当金属受到外力作用时，_而不会破坏金属键；金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的_发生定向移动；金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下，_频繁碰撞，阻碍了_的传递。二、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是“_”(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为_；另一种是_(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为_。金属晶体可看作是金属原子在_空间中堆积而成，有如下基本模式：1简单立方堆积是按“_”(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率_，晶胞构成：一个立方体，_个原子，如_。2体心立方堆积是按
3、_(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，晶胞构成：_立方，_个原子，如碱金属。3六方最密堆积和面心立方最密堆积六方最密堆积和面心立方最密堆积是按照_(填“密置层”或“非密置层”)的堆积方式堆积而成，配位数均为_，空间利用率均为_。六方最密堆积：按_方式堆积；面心立方最密堆积：按_方式堆积。三、石墨混合晶体1结构特点层状结构(1)同层内，碳原子采用_杂化，以_相结合，形成_平面网状结构。所有碳原子的2p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。(2)层与层之间以_。2晶体类型石墨晶体中，既有_，又有_和_，属于_。1金属的下列性质中，不能用晶体结构加以解释的是()A易导电 B易导热 C
4、有延展性 D易锈蚀2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就越大，金属的熔、沸点就越高。则下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是()AMgAlCa BAlNaLiCAlMgCa DMgBaAl3.右图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30 gcm3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：(1)每一个晶胞中分摊到_个钨原子。(2)计算晶胞的边长a。(3)计算钨的原子半径r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。练基础落实知识点1金属键和金属晶体1
5、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下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，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化学键，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知识点2金属晶体的物理特性3金属晶体的特征是()A熔点都很高 B熔点都很低C都很硬 D都有导电、导热
6、、延展性4某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中，水溶液也可导电，则可推测该物质可能是()A金属 B非金属C可溶性碱 D可溶性盐5金属能导电的原因是()A金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D金属晶体在外加电场作用下可失去电子知识点3金属晶体的原子堆积模型6下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A金属晶体是一种“巨分子”B“电子气”为所有原子所共有C简单立方堆积的空间利用率最低D体心立方堆积的空间利用率最高7金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是
7、()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在三堆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练方法技巧金属晶体熔、沸点高低的比较方法8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所带电荷的多少及半径大小有关。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9下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是()O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、
8、AlA B C D金属晶胞有关计算的技巧10晶胞即晶体的最小重复单元。已知铁为面心立方晶体，其晶胞结构如图所示，面心立方的晶胞结构特征如图所示。若铁原子的半径为1.271010 m，试求铁的晶胞边长，即图中AB的长度为_ m。11(1)如图所示为二维平面晶体示意图，表示化学式为AX3的是_。(2)下图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。该晶胞“实际”拥有的铜原子数是_个。该晶胞称为_(填序号)。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立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64 gmol1，金属铜的密度为 gcm3，则阿伏加德罗常数为_(用a、表示)。第三节金属晶体第
9、1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型基础落实一、1电子气价电子电子气2金属键金属阳离子自由电子3很大形成的金属键强弱原子半径价电子数4没有晶体中的各原子层发生相对滑动自由电子可以在外加电场作用下自由电子与金属原子自由电子对能量二、密置层6非密置层4三维1非密置层比较低1钋(Po)2非密置层体心23密置层1274%ABABABABCABC三、1(1)sp2共价键正六边形(2)范德华力相结合2共价键金属键范德华力混合晶体课堂练习1D金属的晶体结构只能解释金属有金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。2C3(1)2(2)3.
10、16108 cm(3)1.37108 cm解析(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。(2)应用基本关系式：V，先求出晶胞的体积，然后根据Va3计算晶胞的边长。课时作业1C2D氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子内(如)，所以应选择D项。3D4.A5B根据电子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下，发生了定向移动从而导电，故B项正确；有的金属中金属键较强，但依然导电，故A项错误；金属导电是靠自由电子的定向移动，而不是金属阳离子发生定向移动，故C项错误；金属导电是物理变化，而不是失去电子
11、的化学变化，故D项错误。6D根据金属晶体的电子气理论，选项A、B都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，面心立方最密堆积和六方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。7C金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层的配位数较密置层小，为4。由此可知，上图中a为密置层，b为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两
12、种堆积模型。所以，只有C选项正确。8C镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因铝离子比钠离子的半径小而所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁离子比钙离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点高，硬度大。9D103.591010解析由图可以得：AB21.271010 m3.591010 m。11(1)(2)4C解析(1)由图中直接相邻的原子数可以求得中两类原子数之比分别为12、13，求出化学式分别为AX2、AX3，故答案为。(2)用“均摊法”求解，864；该晶胞为面心立方晶胞；64a3，NA。5