2016_2017学年高中化学第三章晶体结构与性质3.3金属晶体第2课时金属晶体2新人教版.docx

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体第2课时 金属晶体（2）知识归纳1有关原子堆积模型的几个重要概念（1）紧密堆积微粒间的作用力使微粒尽可能地相互接近，使它们占有最小空间。（2）空间利用率空间被晶格质点占据的百分数。用来表示_的程度。（3）配位数在紧密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子数目称为配位数。2金属原子在二维平面中放置的方式将金属晶体中的原子看成直径相等的球体，并把它们放置在平面内(即二维空间里)，则有两种排列方式：按图(a)方式排列，圆球周围剩余空隙较大，称为_，配位数为4；而按图(b)方式排列，圆球周围剩余的空隙较小，称为密置层，配位数为_。3金属晶体中的原子在空间中的堆积方式金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金属原子有如下4种基本模式。（1）简单立方堆积(非密置层)相邻非密置层原子的原子核在同一直线上堆积。这种堆积方式形成的晶胞是1个立方体，每个晶胞只含1个原子，称为简单立方堆积，如图所示。这种堆积方式的空间利用率_，只有金属钋(Po)采取这种堆积方式。（2）体心立方堆积(非密置层)非密置层的另一种堆积方式是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离，每层均照此堆积，如图所示。这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一个原子在立方体的顶角，另一个原子在立方体的中心，称为_。这种堆积方式的空间利用率要比简单立方堆积的_，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，因此该种堆积方式还被称为钾型，采取该堆积方式的金属还有Fe等。（3）六方最密堆积和面心立方最密堆积(都为密置层堆积)密置层的原子按体心立方堆积的方式堆积，会得到两种基本堆积方式六方最密堆积和面心立方最密堆积，这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积，配位数均为12。六方最密堆积如图所示，按ABABAB的方式堆积。面心立方最密堆积如图所示，按ABCABCABC的方式堆积。【答案】1（2）紧密堆积 2 非密置层 6 3（1）很低 （2）体心立方堆积 高知识重点金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞非密置层简单立方堆积Po(钋)52%6体心立方堆积Na、K、Fe68%8密置层六方最密堆积Mg、Zn、Ti74%12面心立方最密堆积Cu、Ag、Au74%12金属晶体的原子堆积方式常有以下四种方式，请认真观察下列模型，回答下列问题：（1）四种堆积模型的堆积名称依次是_、_、_、_。（2）如图所示甲中的堆积方式，空间利用率为_，只有金属_采用这种堆积方式。（3）如图所示乙与丙中两种堆积方式中金属原子的配位数_ (填“相同”或“不相同”)；乙中的空间利用率为_。（4）采取丁中堆积方式的金属通常有_ (任写三种金属元素的符号)，每个晶胞中所含有的原子数为_。【解析】（1）甲中的堆积方式是将非密置层的金属原子上下对齐，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个金属原子，称为简单立方堆积。乙和丙中都是密置层原子的堆积方式，乙中上面A层和下面A层的3个原子组成的三角形方向相同，称为六方最密堆积。丙中A层和C层的3个原子组成的三角形方向相反，称为面心立方最密堆积。丁中的堆积方式是将非密置层的上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，形成的晶胞是1个立方体，在立方体的每个顶角有1个原子，立方体的中心含有1个金属原子，称为体心立方堆积。（2）简单立方堆积的空间利用率最低，为52%，采取这种堆积方式的只有Po。（3）乙和丙中两种堆积方式，金属原子的配位数均为12，且其空间利用率均为74%。（4）丁中是体心立方堆积，采取这种堆积方式的金属有K、Na、Fe等。用“均摊法”可求得每个晶胞中含有金属原子的个数为1+8=2。【答案】（1）简单立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积体心立方堆积（2）52%Po（3）相同74%（4）K、Na、Fe2好题1下列有关金属晶体的堆积模型的说法正确的是A金属晶体中的原子在二维空间有三种放置方式B金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配位数都是6C六方最密堆积和面心立方最密堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式D金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式、其空间利用率相同2金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是A金属原子的价电子数少B金属晶体中有自由电子C金属原子的原子半径大D金属键没有饱和性和方向性3已知某金属晶体的晶胞结构如图所示，则在该晶胞中所含金属原子的配位数为A6B8C8D124关于如图所示堆积模型的说法不正确的是A此种最密堆积为面心立方最密堆积B该种堆积方式空间利用率为74%C该种堆积方式可用符号“”表示D金属Mg就属于此种最密堆积5关于金属晶体的六方最密堆积的结构型式的叙述正确的是A晶胞是六棱柱B晶胞是平行六面体C每个晶胞中含4个原子D每个晶胞中含17个原子6金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是A钋Po简单立方堆积52%6B钠Na钾型74%12C锌Zn镁型68%8D银Ag铜型74%87已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au，其堆积方式为：简单立方堆积的是_；体心立方堆积的是_；六方最密堆积的是_；面心立方最密堆积的是_。8下列对各组物质性质的比较中，正确的是A熔点：LiNaCuAlFeC密度：NaMgAlD空间利用率：体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积9金晶体的晶胞为面心立方堆积，如图所示。设金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，在立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切，M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是A金晶体每个晶胞中含有4个金原子B金属键无方向性，金属原子尽可能采取密堆积C一个晶胞的体积是16d3D金晶体的密度是10金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积，图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构。（1）其晶胞内金属原子个数比为_。（2）三种堆积方式实质是金属阳离子的堆积方式，那么自由电子有无确切的堆积方式?_(填“有”或“无”) 。（3）影响金属晶体熔点的主要因素是_。参考答案1【答案】C【解析】金属晶体中的原子在二维空间只有密置层和非密置层两种排列方式，A项错误；非密置层在三维空间可形成简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式，其配位数分别是6和8，B项错误；金属晶体中的原子在三维空间有四种堆积方式，其中六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率较高，故C项正确，D项错误。2【答案】D【解析】晶体采取紧密堆积的原因是形成晶体的作用力无方向性和饱和性，这样能充分利用空间。3【答案】D【解析】在该晶胞中，与每个顶点的原子距离相等且最近的原子共有12个，因此其配位数为12。4【答案】D【解析】从图示可看出，该堆积模型的第一层和第四层重复，可用符号“”表示，属于面心立方最密堆积，空间利用率为74%，而Mg属于六方最密堆积，所以D项不正确。5【答案】B【解析】金属晶体的六方最密堆积结构型式的晶胞是六棱柱的平行六面体，有8个顶点和1个内部原子，每个晶胞实际拥有2个原子。6【答案】A【解析】根据常见金属晶体的堆积模型，简单立方体堆积只有Po；钾型有Na、K、Fe等，空间利用率68%，配位数8，故B项错误；镁型有Mg、Zn、Ti等，空间利用率为74%，配位数12，故C项错误；铜型有Cu、Ag、Au等，空间利用率为74%，配位数12，故D项错误。7【答案】PoNa、K、FeMg、ZnCu、Au【解析】简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按ABAB方式堆积，面心立方最密堆积按ABCABC方式堆积，六方最密堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方最密堆积常见金属为Cu、Ag、Au。8【答案】B【解析】同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，A项错误；Na、Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，C项错误；不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%，D项错误。9【答案】C【解析】因为是面心立方最密堆积，故每个晶胞中含有金原子数为8+6=4，A项正确；金属键无方向性，金属原子尽可能采取密堆积，B项正确；因为立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切，则该立方体的棱长为d，体积为2d3，C项错误；金晶体的密度为，D项正确。10【答案】（1）121（2