人教版高中化学选修3：物质结构与性质 金属晶体【市一等奖】

第三节金属晶体第一页，共三十八页。Ti金属样品第二页，共三十八页。1.知道金属键的含义和金属晶体的结构特点。2.能用电子气理论解释金属的一些物理性质，熟知金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。学习目标定位内容索引一金属键和金属晶体二金属晶体的堆积方式第三页，共三十八页。1、金属键2、金属晶体一、金属键与金属晶体知识解读金属离子和自由电子之间强烈的相互作用（1）成键微粒：金属阳离子和自由电子。（2）存在：金属单质和合金中。（3）特征：没有方向性也没有饱和性。金属离子与自由电子间较强的相互作用形成的晶体（1）晶体中不存在单个分子（2）金属阳离子被自由电子所包围第四页，共三十八页。3、本质：电子气理论4、金属共同的物理性质知识解读把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的价电子形成遍布整块儿晶体的“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，是一种“巨分子”。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。第五页，共三十八页。金属原子自由电子知识解读第六页，共三十八页。第七页，共三十八页。5、金属晶体的结构与金属性质的内在联系导电性导热性延展性自由电子在外加电场作用下定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用自由电子+金属离子金属原子错位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++知识解读第八页，共三十八页。知识拓展金属晶体结构具有金属光泽和颜色原因因自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。当金属呈粉末状时，金属晶体晶面取向杂乱、晶体外形排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。第九页，共三十八页。知识拓展6、影响金属键强弱因素金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。一般，金属熔点由金属键强弱决定②离子带电荷数①金属阳离子半径取决于半径越小，键越强带电荷数越多，键越强7、金属键强弱的应用碱金属熔沸点随原子序数增大而递减原因同主族元素，从上到下原子半径依次增大，单质形成金属键依次减弱熔沸点和硬度大小顺序：钠＜镁＜铝原因同周期从左到右，价电子数增大，原子半径依次减弱,金属键增强，第十页，共三十八页。熔点最低的金属是--------汞[-38.87℃]熔点最高的金属是--------钨[3410℃]密度最小的金属是--------锂[0.53g/cm3]密度最大的金属是--------锇[22.57g/cm3]硬度最小的金属是--------铯[0.2]硬度最大的金属是--------铬[9.0]最活泼的金属是----------铯最稳定的金属是----------金延性最好的金属是--------铂[铂丝直径：mm]展性最好的金属是--------金[金箔厚：

mm]知识拓展金属之最第十一页，共三十八页。二、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式配位数=4配位数=6（a）非密置层

（b）密置层图片导学第十二页，共三十八页。问题导入金属晶体可看成原子在三维空间中堆积而成，那么非密置层在三维空间里堆积有几种方式？比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子空间利用率、晶胞的区别。问题导学晶胞的形状？含几个原子？第十三页，共三十八页。1、简单立方堆积[Po]652%每个晶胞含原子数：1配位数：在晶体中，与每个微粒紧密相邻的微粒个数空间利用率：晶体空间被微粒占满的体积百分数，用来表示紧密堆积的程度知识解读第十四页，共三十八页。2、体心立方堆积---钾型(

IA，VB，VIB)非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中知识解读配位数：8空间占有率：68%每个晶胞含原子数：2第十五页，共三十八页。第十六页，共三十八页。体心立方晶胞空间利用率计算

中心有1个原子，8个顶点各1个原子每个原子被8个晶胞共享每个晶胞含有原子数:1+8×1/8=2知识探究2、体心立方堆积---钾型原子半径为r、晶胞边长为a，勾股定理2a2+a2=(4r)2空间利用率

=晶胞含有原子的体积/晶胞体积

100%第十七页，共三十八页。

第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。(或对准2，4，6位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一二层来说，第三层可有两种最紧密堆积方式密置层的堆积方式有哪些？问题探究问题探究第十八页，共三十八页。问题探究123456

下图是此种六方紧密堆积的前视图第一种是将第三层的球对准第一层的球。每两层形成一个周期，即ABAB方式，形成六方紧密堆积3、六方密堆积[镁型]配位数

(同层

，上下层各

)1263第十九页，共三十八页。问题探究3、六方密堆积[镁型]空间占有率：每个晶胞含原子数：74%2（BeMgⅢBⅣBⅦB）第二十页，共三十八页。问题探究123456

下图是面心立方最密堆积前视图第二种是第三层的球对准第一层的2、4、6位置每三层形成一个周期，即ABCABC方式，形成面心立方最密堆积4、面心立方最密堆积[铜型]配位数

(同层

，上下层各

)1263第二十一页，共三十八页。问题探究4、面心立方最密堆积[铜型]BCA空间占有率：每个晶胞含原子数：74%4（ⅠBPbPdPt）第二十二页，共三十八页。第二十三页，共三十八页。第二十四页，共三十八页。求面心立方晶胞的空间利用率.晶胞边长为a，原子半径为r.由勾股定理：a2+a2=(4r)2a=2.83r每个面心立方晶胞含原子数目：8

1/8+6½=4

=(4

4/3

r3)/a3=(4

4/3

r3)/(2.83r)

3100%=74%知识拓展第二十五页，共三十八页。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。归纳总结第二十六页，共三十八页。常见金属晶体的堆积模型当堂感悟第二十七页，共三十八页。知识3、石墨是层状结构的混合型晶体知识拓展同层内碳原子共价键结合，层层间范德华力石墨的熔点很高，化学性质稳定第二十八页，共三十八页。金属键金属晶体的结构特征金属晶体的原子堆积模型金属晶体金属晶体当堂感悟金属晶体熔点比较课时小结第二十九页，共三十八页。当堂巩固1.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(

)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2.关于钾型晶体(如图)的结构的叙述中正确的是(

)A．是密置层的一种堆积方式B．晶胞是六棱柱C．每个晶胞内含2个原子D．每个晶胞内含6个原子

金属键没有方向性,没有饱和性使原子吸引尽可能多的其他原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量√D非密堆积方式8个顶点1个体心原子数：8×1/8+1=2体心立方C第三十页，共三十八页。当堂巩固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．金属晶体的熔点都很高，硬度都很大C．钙的熔点、沸点高于钾D．温度越高，金属的导电性越好Hg常温是液体Ca的金属键强于K减弱C金属熔点差别大：汞熔点(-38.9℃)铁(1535℃)第三十一页，共三十八页。4.金属的下列性质中和金属晶体无关的是(

)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A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的；金属易失电子是由金属原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。B解析答案第三十二页，共三十八页。解析答案5.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解析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。D第三十三页，共三十八页。解析答案6.根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是______(填字母)。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、导热性和延展性解析A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。C第三十四页，共三十八页。解析答案7.下列关于金属晶体的叙述正确的是________(填字母)。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