高中化学 331 金属键、金属晶体的原子堆积模型课时作业 新人教版选修3

第三节金属晶体

第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型

［目标要求］1.掌握金属键的含义和金属晶体的结构特点。2.能用金属键理论解释金属

的•些物理性质。3.掌握金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。

基础落实•

一、金属键

1.本质

描述金属键本质的最筒单理论是“理论”,该理论把金属犍描述为金属原子脱

落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子所共用，从而把所有

金属原子维系在一起。

2.金属晶体

在金属单质的晶体中，原子之间以相4结合，构成金属晶体的粒子是—和

3.金属键的强度差别，例如，金属钠的熔点较低，硬度较小，而铝是熔点最

高的金属，这是由于不同的缘故。一般来说,金属的

越小，金属键越强，金属的越多，金属键越强。

4.金属材料有良好的延展性，由于金属键方向性，当金属受到外力作用时，

而不会破坏金属键；金属材料有良好的导电性是由

于金属晶体中的发生定向移动；金属的热导率

随温度升高而降低是由于在热的作用下，频繁碰撞，阻碍了

_____________________的传递。

二、金属晶体的原子堆积模型

金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是“”（填“密置层”或

“非密

置层”），其配位数为;另一种是（填“密置层”或“非密置层”），

其配位数为—。金属晶体可看作是金属原子在_______空间中堆积而成，有如下基本模式：

1.简单立方堆积

是按“”（填“密置层”或“非密置层”）方式堆积而成，其空间利用率

，晶胞构成：一个立方体，个原子，如O

2.体心立方堆积

是按（填“密置层”或“非密置层”）方式堆积而成，晶胞构成一

立方，个原子，如碱金属。

3.六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（填“密置层”或“非密置

层”）的堆积方式堆积而成，配位数均为—，空间利用率均为o

六方最密堆积:按方式堆积;面心立方最密堆积:按

方式堆积。

三、石墨一一混合晶体

1.结构特点一一层状结构

（1）同层内，碳原子采用杂化，以相结合，形成

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。

2.晶体类型

石墨晶体中，既有,又有和，属于

课堂练习•

1.金属的下列性质中，不能用晶体结构加以解释的是（）

A.易导电B.易导热C.有延展性D,易锈蚀

2.在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳

离子间的作用力就越大，金属的熔、沸点就越高。则下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排

列正确的是（）

A.Mg>Al>CaB.Al>Na>Li

C.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al

3.

右图是金属铝晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属

鸽的密度为19.30g-cm-3,铝的相对原子质量是183.9o假设金属为原子为等径刚性球,

试完成下列问题：

（1）每一个晶胞中分摊到________个铝原子。

⑵计算晶胞的边长外

（3）计算铝的原子半径N提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。

课时作业•

【练基础落实】

知识点1金属键和金属晶体

1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（）

A.脱落价电子后的金属离子间的相互作用

B.金属原子间的相互作用

C.脱落了价电子的金属离子与脱落的价电子间的相互作用

D.金属原子与价电子间的相互作用

2.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是（）

A.金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性

B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学犍，共价键有方向性和饱和性

C.范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大

【）.氢键不是化学键，而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间

知识点2金属晶体的物理特性

3.金属晶体的特征是（）

A.熔点都很高B.熔点都很低

C.都很硬I）.都有导电、导热、延展性

4.某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中，水溶液也可导电，则可推测

该物质可能是（）

A.金属B.非金属

C.可溶性碱I）.可溶性盐

5.金属能导电的原因是（）

A.金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱

B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动

C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动

D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子

知识点3金属晶体的原子堆积模型

6.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

7.金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是（）

A.图a为非密置层，配位数为6

B.图b为密置层，配位数为4

C.图a在三堆空间里堆积可得六方最密堆枳和面心立方最密堆积

D.图b在三维空间里堆枳仅得简单立方堆枳

【练方法技巧】

金属晶体熔、沸点高低的比较方法

8.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。由此判断卜

列说法正确的是（）

A.金属镁的熔点大于金属铝

B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的

C.金属铝的硬度大于金属钠

D.金属镁的硬度小于金属钙

9.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是（）

①。、、、、、、、

212Hg②COKClsSiO2③NaKRb@NaMgAl

A.①③B.①④C.②③D.②④

金属晶胞有关计算的技巧

10.晶胞即晶体的最小重亚单元。己知铁为面心立方晶体，其晶胞结构如图I所示，面

心立方的晶胞结构特征如图II所示。若铁原子的半径为1.27X107m,试求铁的晶胞边长,

即图IH中AB的长度为%

11.(1)如图所示为二维平面晶体示意图，表示化学式为AX：,的是

(D②

(2)下图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

②该晶胞称为________(填序号)。

A.六方晶胞B.体心立方晶胞

C.面心立方晶胞D.简单立方晶胞

③此晶胞立方体的边长为acm,Cu的相对原子质量为64g-mol-1,金属铜的密度为

Pg-cm-3,则阿伏加德罗常数为________(用&、夕表示)。

第三节金属晶体

第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型

基础落实

、

1.电子气价电子电子气

2.金属键金属阳离子自由电子

3.很大形成的金属键强弱原子半径价电子数

4.没有晶体中的各原子层发生相对滑动自由电子可以在外加电场作用下自由电

子与金属原子

自由电子对能量

密置层6非密置层4三维

1.非密置层比较低1针（P。）

2.非密置层体心2

3.密置层1274%ABABAB-ABCABC……

1.（Dsp2共价键正六边形（2）范德华力相结合

2.共价键金属键范德华力混合晶体

课堂练习

1.I）［金属的晶体结构只能解释金属有金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度、

熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。］

2.C

3.（1）2（2）3.16X10-8cm（3）1.37X10-8cm

解析（1）正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。

⑵应用基本关系式：也先求出晶胞的体积，然后根据夕=及计算晶胞的边长。

Px

课时作业

1.C

2.D［氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存

在于分子间（如水、乙醇、甲醇、液氨等），乂可以存在于分子内（如），所以

应选择D项。］

3.D4.A

5.B［根据电子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下，发生了定向移

动从而导电，故B项正确：有的金属中金属键较强，但依然导电，故A项错误；金属导电是

靠自由电子的定向移动，而不是金属阳离子发生定向移动，故C项错误；金属导电是物理变

化，而不是失去电子的化学变化，故D项错误。］

6.D［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机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。］

7.C［金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层

排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小，为

4o由此可知，上图中a为密置层，b为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密

堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心

立方堆积两种堆积模型。所以，只有C选项正确。］