人教版选修3第3章 第3节 金属晶体学案.doc

第三节金属晶体学习目标：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)培养模型认识的能力。3.了解混合晶体石墨的结构与性质。自 主 预 习探 新 知1金属键与金属晶体(1)金属键概念：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。成键粒子是金属阳离子和自由电子。(2)金属晶体在金属晶体中，原子间以金属键相结合。金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。用电子气理论解释金属的性质。微点拨：(1)温度越高，金属的导电能力越弱。(2)合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。2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46(2)三维空间模型简单立方堆积：按非密置层(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率52%，配位数为6，晶胞构成：一个立方体，每个晶胞含有1个原子，如po。体心立方堆积：按非密置层(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，配位数为8，空间利用率为68%。晶胞构成：体心立方，每个晶胞含有2个原子，如碱金属。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密置层(填“密置层”或“非密置层”)的堆积方式堆积而成，配位数均为12，空间利用率均为74%。六方最密堆积面心立方最密堆积按abababab的方式堆积按abcabcabc的方式堆积六方最密堆积面心立方最密堆积3混合晶体石墨晶体(1)结构特点层状结构同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。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。基础自测1判断对错(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在()(2)金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失。()(3)简单立方堆积的空间利用率最低()答案(1)(2)(3)2金属键的实质是()a自由电子与金属阳离子之间的相互作用b金属原子与金属原子间的相互作用c金属阳离子与阴离子的吸引力d自由电子与金属原子之间的相互作用a金属键就是金属中金属阳离子与自由电子间的相互作用，其本质上是一种电性作用。3关于下图不正确的说法是() 【导学号：79652148】a此种最密堆积为面心立方最密堆积b铜晶体采用该种堆积方式c该种堆积方式可用符号abcabc表示d镁晶体采用该种堆积方式d从图示可看出，该堆积方式的第一层和第四层重合，这种堆积方式可用符号“abcabc”表示，属面心立方最密堆积，金属铜采用这种堆积方式而镁属于六方最密堆积，所以选项d不正确。合 作 探 究攻 重 难金属晶体的结构与性质1金属晶体的原子堆积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简单立方堆积po(钋)52%6体心立方堆积na、k、fe68%8六方最密堆积mg、zn、ti74%12面心立方最密堆积cu、ag、au74%122金属晶体的性质(1)金属导电与电解质溶液导电的比较运动的微粒过程中发生的变化温度的影响金属导电自由电子物理变化升温，导电性减弱电解质溶液导电阴、阳离子化学变化升温，导电性增强(2)金属熔、沸点高低的比较金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔、沸点就越高，一般存在以下规律：同周期金属单质，从左到右(如na、mg、al)熔、沸点升高。同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(38.9 )，而铁等金属熔点很高(1 535 )。(1)金属晶体在受外力作用下，各层之间发生相对滑动，但金属键并没有被破坏。(2)原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。(3)分子晶体的熔点不一定都比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。对点训练下列关于金属晶体的原子堆积模型的说法不正确的是() 【导学号：79652149】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b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。当 堂 达 标固 双 基1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%12ab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。2关于金属性质和原因的描述不正确的是() 【导学号：79652150】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a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。3结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题： 【导学号：79652151】(1)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_。(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是_。a由分子间作用力形成，熔点很低b由共价键结合形成网状晶体，熔点很高c固体有良好的导电性、导热性和延展性(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是_。a常温下，金属单质都以金属晶体形式存在b金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失c钙的熔、沸点高于钾d温度越高，金属的导电性越好解析(1)简单立方堆积的空间利用率低，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的方式堆积，面心立方最密堆积按abcabc的方式堆积，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、a