人教版选修3 第3章第3节 金属晶体 学案.doc

第三节金属晶体1初步了解金属键的含义，能用“电子气理论”解释金属的一些物理性质。(重点)2初步了解金属晶体的4种基本堆积模型。(重点)3了解混合晶体石墨的结构与性质。金 属 键 与 金 属 晶 体 基础初探教材整理1金属键1定义在金属单质晶体中原子之间金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。2成键微粒金属阳离子和自由电子。3金属键的强弱和对金属性质的影响(1)金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。(2)金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。教材整理2金属晶体1金属晶体是原子间通过金属键形成的一类晶体。金属晶体常温下除汞外都是固体。2性质优良的导电性、导热性和延展性。3用电子气理论解释金属的性质探究升华思考探究(1)含有阳离子的晶体中一定含有阴离子吗？【提示】不一定。如金属晶体中只有阳离子和自由电子，没有阴离子，但有阴离子时，一定有阳离子。(2)纯铝硬度不大，形成硬铝合金后，硬度很大，金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大变化？【提示】金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，影响了金属的延展性和硬度。认知升华1同周期金属单质，从左到右金属单质(如na、mg、al)熔、沸点升高。2同主族金属单质，从上到下金属单质(如碱金属)熔、沸点降低。3合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。4金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低(38.9 )，而铁等金属熔点很高(1 535 )。题组冲关1下列有关金属键的叙述中，错误的是()a金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金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关【解析】金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属键中的电子属于整块金属；金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。【答案】b2关于金属性质和原因的描述不正确的是()a金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系b金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外加电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电c金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量d金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键【解析】金属一般具有银白色的金属光泽，与金属键密切相关。由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，故a项错误；b、c、d项均正确。【答案】a3金属的下列性质中和金属晶体的结构无关的是() 【导学号：90990082】a良好的导电性b反应中易失电子c良好的延展性d良好的导热性【解析】本题考查金属晶体的性质。金属的物理性质是由金属晶体结构结构所决定的，a、b、d三项都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体结构所决定的。b项，金属易失电子是由金属原子的结构决定的，和晶体结构无关。【答案】b4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金属镁的硬度大于金属铝b碱金属单质的熔、沸点从li到cs是逐渐增大的c金属镁的熔点大于金属钠d金属镁的硬度小于金属钙【解析】镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少，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；因镁离子的半径小且所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁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、沸点和硬度都大。【答案】c金属晶体的原子堆积模型及混合晶体石墨基础初探教材整理1金属晶体的原子堆积模型1二维空间模型堆积方式非密置层密置层图示配位数462.三维空间模型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 教材整理2石墨混合晶体1结构特点层状结构(1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。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)层与层之间以范德华力相结合。2晶体类型石墨晶体中，既有共价键又有金属键和范德华力，属于混合晶体。探究升华思考探究有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示。问题思考：(1)a、b、c、d分别以怎样的堆积方式形成晶体的？【提示】a为简单立方堆积，b为体心立方堆积，c为立方最密堆积，d为面心立方最密堆积。(2)a、b、c、d四种晶体的每个晶胞中分别含有多少个原子？【提示】a中含81个，b中812个，c中812个，d中864个。(3)四种晶体晶胞中原子的配位数分别为多少？【提示】a为6，b为8，c为12，d为12。(4)四种晶体空间利用率的大小顺序是怎样的？【提示】dcba。认知升华1堆积原理组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为在金属晶体中，金属键没有方向性和饱和性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。2堆积模型题组冲关题组1金属晶体的原子堆积模型1下列关于金属晶体的原子堆积模型的说法不正确的是()a金属原子在二维平面里放置有非密置层和密置层两种方式，配位数分别是4和6b金属原子在三维空间里有4种堆积方式，其中简单立方堆积方式被大多数金属所采取c金属原子在三维空间里非密置层堆积有两种方式：简单立方堆积和体心立方堆积d金属原子在三维空间里密置层堆积有两种方式：六方最密堆积和面心立方最密堆积，六方最密堆积按abababab的方式堆积，面心立方最密堆积按abcabcabc的方式堆积【解析】简单立方堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋(po)采取这种方式，b项错误；a、c、d项均正确。【答案】b2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体心立方堆积74%12c锌zn六方最密堆积68%8d银ag面心立方最密堆积68%12【解析】b项体心立方堆积空间利用率为68%，配位数为8；c项中zn为六方最密堆积，空间利用率为74%，配位数为12；d项中ag为面心立方最密堆积，空间利用率为74%，配位数为12；a项堆积方式、空间利用率和配位数均正确。【答案】a3下列说法正确的是()a任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子b金属镁的熔点、硬度高于铝c右图为铜的晶胞结构，则每个晶胞中平均有4个铜原子，铜原子的配位数为6d金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电【解析】金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，a错；铝的金属键强于镁，故铝的熔点和硬度要高于镁，b错；铜晶胞中平均含有4个铜原子，其配位数为12，c错。【答案】d题组2石墨的结构与性质4下列性质能说明石墨具有分子晶体的性质的是()a晶体能导电b熔点高c硬度小 d燃烧产物是co2【解析】分子晶体具有硬度小、熔点低的特点，因此c项能说明石墨具有分子晶体的性质。a项晶体能导电是金属晶体的性质；b项熔点高是原子晶体的性质；d项燃烧产物是co2只能说明石墨能燃烧，是碳元素的化学性质。【答案】c5金刚石、石墨、c60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是()a金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同b金刚石、石墨、c60和石