人教版选修3第3章 第3节金属晶体课件（44张）.ppt

第三节金属晶体 知识梳理 金属阳离子 1 定义 在金属单质晶体中原子之间与之间强烈的相互作用 2 成键微粒 和 3 成键条件 或 一 金属键与金属晶体1 金属键 自由电子 金属阳离子 自由电子 金属单质 合金 4 成键本质电子气理论 金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的 电子气 被所有原子共用 从而把维系在一起 形成像原子晶体一样的 巨分子 1 通过金属离子与之间的较强作用形成的单质晶体 叫做金属晶体 2 金属晶体 价电子 所有金属原子 自由电子 2 用电子气理论解释金属的物理性质 相对滑动 排列方式 电子气 二 金属晶体的原子堆积模型1 二维空间放置方式 非密置层 密置层 4 6 2 三维空间堆积模型 同一直线 高 abababab abcabcabc 三 混合晶体 石墨晶体1 晶体模型 1 同层内碳原子采取sp2杂化 以共价键 键 结合 形成 由于所有的p轨道平行且相互重叠 使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动 2 层与层之间靠维系 石墨晶体中 既有 又有和 属于 熔点 质软 导电等 2 结构特点 层状结构3 晶体类型4 性质 平面六元并环结构 范德华力 共价键 金属键 范德华力 混合晶体 很高 易 自我检测 1 常温下 金属单质都以晶体形式存在 2 金属键可以看作许多原子共用许多电子的相互作用 故也有方向性和饱和性 3 金属晶体的熔点一定比原子晶体低 4 晶体中有阳离子 必然含有阴离子 5 同主族金属元素自上而下 金属单质的熔点逐渐降低 体现金属键逐渐减弱 1 判断正误 正确的打 错误的打 6 金属晶体的堆积模型仅与金属原子半径有关 7 金属晶体中体心立方堆积 配位数最多 空间利用率最大 8 石墨为混合晶体 因层间存在分子间作用力 故熔点低于金刚石 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 1 sii4 熔点120 5 沸点271 5 易水解 2 硼 熔点2300 沸点2550 硬度大 3 硒 熔点217 沸点685 溶于氯仿 4 锑 熔点630 74 沸点1750 导电 答案 1 分子晶体 2 原子晶体 3 分子晶体 4 金属晶体 2 根据物质的性质 判断下列晶体类型 1 属于简单立方堆积的是 2 属于体心立方堆积的是 3 属于六方最密堆积的是 4 属于面心立方最密堆积的是 答案 1 po 2 na k fe 3 mg zn 4 cu au 3 已知下列金属晶体 na po k fe cu mg zn au 提升一金属键对金属的物理性质的影响 a 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用 其实质与离子键类似 也是一种电性作用b 金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用 所以与共价键类似 也有方向性和饱和性c 金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用 故金属键无饱和性和方向性d 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 例1 下列关于金属键的叙述中 不正确的是 解析从基本构成微粒的性质看 金属键与离子键的实质类似 都属于电性作用 特征都是无方向性和饱和性 自由电子是由金属原子提供的 并且在整个金属内部的三维空间内运动 为整个金属的所有阳离子所共有 从这个角度看 金属键与共价键有类似之处 但两者又有明显的不同 如金属键无方向性和饱和性 故选b 答案b 1 金属键的特征金属键无方向性和饱和性 晶体中的电子不专属于某一个或几个特定的金属阳离子 而几乎是均匀地分布在整块晶体中 因此晶体中存在所有金属阳离子与所有自由电子之间 弥漫 的电性作用 这就是金属键 因此金属键没有方向性和饱和性 名师点拨1 金属键 2 金属键的强弱比较一般来说 金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数 原子半径越大 价电子数越少 金属键越弱 原子半径越小 价电子数越多 金属键越强 3 金属键对物质性质的影响 金属键越强 晶体的熔 沸点越高 金属键越强 晶体的硬度越大 1 金属晶体具有良好的导电性 导热性和延展性 2 熔 沸点 金属键越强 熔 沸点越高 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 沸点一般比其各成分金属的熔 沸点低 金属晶体熔点差别很大 如汞常温下为液体 熔点很低 而铁常温下为固体 熔点很高 2 金属晶体的性质 1 金属键没有方向性 当金属受到外力作用时 晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键 金属发生形变但不会断裂 故金属晶体具有良好的延展性 2 金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动 3 金属的导热性是自由电子在运动时与金属原子碰撞而引起能量的交换 从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分 使整块金属达到相同的温度 3 金属晶体物理特性分析 金属晶体的熔沸点一定高于分子晶体低于原子晶体吗 提示 1 金属晶体的熔 沸点也有可能高于原子晶体 如金属钨的熔点高于硅 2 金属晶体的熔 沸点不一定比分子晶体的高 如汞常温下为液体而蔗糖常温下为固体 深度思考 a 硬度 mg alb 熔点 mg cac 硬度 mg kd 熔点 ca k解析根据题目所给信息 镁 铝原子的电子层数相同 价电子数 al mg 离子半径 al3 mg2 铝的原子半径比镁小 价电子数比镁多1个 因此铝的金属键较强 硬度较大 答案a 变式训练 1 物质结构理论推出 金属键越强 其金属的硬度越大 熔 沸点越高 且研究表明 一般来说 金属阳离子半径越小 所带电荷越多 则金属键越强 由此判断下列说法错误的是 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解析金属晶体由金属阳离子与自由电子构成 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用即为金属键 答案a 3 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c 金属具有良好的导热性能 是因为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 解析金属中的自由电子吸收了可见光 又把各种波长的光大部分再反射出来 因而金属一般显银白色光泽 金属具有导电性是因为在外加电场作用下 自由电子定向移动形成电流 金属具有导热性是因为自由电子受热后 与金属离子发生碰撞 传递能量 良好的延展性是因为原子层滑动 但金属键未被破坏 答案a 提升二金属晶体中金属原子的堆积方式 例2 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示 下列有关说法正确的是 a 为简单立方堆积 为六方最密堆积 为体心立方堆积 为面心立方最密堆积b 每个晶胞含有的原子数分别为 1 2 2 4c 晶胞中原子的配位数分别为 6 8 8 12d 空间利用率的大小关系为 答案b 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 点拨提升 1 堆积原理 2 堆积模型 3 四种晶胞的空间利用率的计算 配位数相同的金属晶体 空间利用率相同吗 提示相同 深度思考 答案b 5 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较少b 金属晶体中存在自由移动的电子c 金属原子的原子半径较大d 金属键不具有方向性和饱和性解析金属晶体中微粒之间的作用力是金属键 金属键不具有方向性和饱和性 所以金属原子能以最紧密的方式堆积 故金属晶体堆积密度大 原子的配位数高 这样能充分利用空间 答案d 6 对如图所示中某晶体的原子堆积模型进行分析 下列有关说法正确的是 a 该种堆积方式为六方最密堆积b 该种堆积方式为体心立方堆积c 该种堆积方式为面心立方最密堆积d 金属mg就属于此种最密堆积方式 解析由图示知该堆积方式为面心立方最密堆积 a b项错误 c项正确 mg是六方最密堆积 d项错误 答案c 7 金属晶体的原子堆积方式常有以下四种 请认真观察模型 回答下列问题 1 四种堆积模型的堆积名称依次是 2 如下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 如下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 丙中按 的方式进行堆积 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