人教版高中化学选修三课件：第三章 第三节 金属晶体
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人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第2课时)
2014年7月30日星期三
11
金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
12
金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
2014年7月30日星期三 13
金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
2014年7月30日星期三
41
金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
42
（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
25
金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可 以有两种最紧密的堆积方式。
上下层各4
6 7 2 3
2014年7月30日星期三
19
金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
2014年7月30日星期三 20
金属晶体的原子堆积模型
金属晶体课件人教版_高中化学选修三ppt
+ +++++ + + +++++ +++
错位
+ + +++++ + ++++++ ++
++ + +++ ++
+ + + +++ + +
+++++++ +
++++ + +++
自由电子 + 金属离子
金属晶体课件人教版版高中化学选修 三【精 品课件 】
金属晶体课件人教版版高中化学选修 三【精 品课件 】
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一、金属键 ⑤金属键对晶体性质的影响： 金属键越强，晶体熔、沸点越高，硬度越大。 例如：同周期金属单质，从左到右，如：Na、Mg、 Al熔、沸点依次升高； 同主族金属单质，从上至下，如碱金属Li、Na、K 等熔、沸点依次降低； 一般地，合金的熔、沸点比各成分金属都低。
4.用电子气理论解释金属的物理性质 （5）金属的金属光泽和颜色 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很 快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有 银白色或银灰色光泽。而某些金属（如铜、金、 铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较 为特殊的颜色。 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂 乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去， 所以成黑色。
高中化学选修3人教版： 第三章 第三节第二课时 金属晶体原子堆积模型
空间 配位 晶胞 利用 数
率
52％ 6
实例
Po
68% 8
K、 Na、Fe
74% 12
Mg、Zn、Ti
74% 12
Cu、Ag、Au
PART 4
混合晶体（石墨）
四、拓展探究——混合晶体（石墨）
阅读教材P76，“2、混合晶体”，了解石墨的结构。
➢ 结构特点——层状结构
1、同层内碳原子采取sp2 杂化，以共价键(σ键)结
= 74 %
练习：
1、下列关于金属晶体的堆积模型的说法正确的是( C )
A.金属晶体中的原子在二维空间有三种放置方式 B.金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配 位数都是6 C.六方最密堆积和面心立方最密堆积是密置层在三维空间形成 的两种堆积方式 D.金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间利 用率相同
这种堆积方式空间利用率 （52%） 。
三、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型
简单立方晶胞的空间利用率.
解：晶胞边长为a，原子半径为r. a =2 r
每个简单立方晶胞含原子数目： 8 1/8 = 1
空间利用率 = 4/3 r 3 / a 3 = 4/3 r 3/ (2r ) 3 100 %
= 52 %
解：晶胞边长为a，原子半径为r.
√3a =4 r
每个晶胞含原子数目：8 1/8 +1=2
r
空间利用率
= 晶胞含有原子的体积/晶胞体积
a
2r
r
a
a
三、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型
对比两种最密堆积方式的异同
镁型
铜型
三、三维空间的堆积模型一(3)镁型
1200
人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 讲课实用课件
在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围
62.个对球于相密切置，在层中在心三的维周空围间形成有几6种个最凹紧位密，堆将积其算方 为式第?一层。
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)
，
12
6
3
54
12
6
3
54
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有 两种最紧密的堆积方式。
三. 金属晶体的原子堆积模型
思考行: 列对齐 四球一空 行列相错 三球一空
1.如(非果最配把紧位密金数排列是属)非4晶密体置中层的原子看成(最直紧密配径排位列相数)密是等置6的层球体,
把它们放置在平面上,有几种方式?
2.上述两种方式中,与一个原子紧邻的原子数(配 位数)分别是多少?哪一种放置方式对空间的利用 率较高?
二. 金属晶体
包括金属单质和 合金
1.概念：金属阳离子和自由电子之间通过金
属键结合而形成的晶体
2.构成微粒： 金属阳离子和自由电子
3.微粒间的相互作用： 金属键
4.具物有理良性好质钨的：常 的导温熔电下点，可性汞达、是三导千液多态热度性金刀、属切硬割钠延的，可金展铬以属性是用最小
熔沸点和硬度差别较大
金属 Li Na K Rb Cs Ca Sr
熔点∕K 454 371 337 312 302 1112 1042
沸点∕K 1620 1156 1047 961 951 1757 1657
影响金属键强弱的因素：
1.金属阳离子的半径： 离子半径越小，金属键越强
2.金属阳离子的电荷数： 离子的电荷数越多，金属键越强
原性越强 D.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题.含答案解析
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。
对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能：1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。
3-3金属晶体
人 教 版 化 学
属阳离子是固定不动的，而自由电子可自由移动，在外加 电场作用下可发生定向移动，因而金属晶体可以导电。 [答案] B
第三章 晶体结构与性质
[点评]
解答该题的关键是要明确金电子气”理论的实质，会用“电子气”理论来解释金 属的导电、导热及延展性等性质。
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
一、金属键
1．构成粒子：在金属单质的晶体中，原子之间以 ________ 相 互 结 合 ， 构 成 金 属 晶 体 的 粒 子 是 ________ 和 ________。 2．描述金属键本质的最简单理论是________理论。该 理论把金属键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。
第三章 晶体结构与性质
第三节
金属晶体(共1课时)
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
1．了解金属键概念，能用“电子气”理论解释金属材
料的有关物理性质。 2．了解简单立方堆积、钾型、镁型、铜型等金属晶体 的原子堆积模型和晶胞，并比较它们的配位数、原子的空 间利用率、堆积方式和晶胞的区别。 3．了解金属晶体的有关晶胞的简单计算。 4．掌握金属晶体的性质。 5．了解混合晶体石墨的结构与性质。
“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________。 六方最密堆积：按________方式堆积；面心立方最密 堆积：按________方式堆积。
第三章 晶体结构与性质
答案：
属阳离子是固定不动的，而自由电子可自由移动，在外加 电场作用下可发生定向移动，因而金属晶体可以导电。 [答案] B
第三章 晶体结构与性质
[点评]
解答该题的关键是要明确金电子气”理论的实质，会用“电子气”理论来解释金 属的导电、导热及延展性等性质。
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
一、金属键
1．构成粒子：在金属单质的晶体中，原子之间以 ________ 相 互 结 合 ， 构 成 金 属 晶 体 的 粒 子 是 ________ 和 ________。 2．描述金属键本质的最简单理论是________理论。该 理论把金属键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。
第三章 晶体结构与性质
第三节
金属晶体(共1课时)
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
1．了解金属键概念，能用“电子气”理论解释金属材
料的有关物理性质。 2．了解简单立方堆积、钾型、镁型、铜型等金属晶体 的原子堆积模型和晶胞，并比较它们的配位数、原子的空 间利用率、堆积方式和晶胞的区别。 3．了解金属晶体的有关晶胞的简单计算。 4．掌握金属晶体的性质。 5．了解混合晶体石墨的结构与性质。
“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________。 六方最密堆积：按________方式堆积；面心立方最密 堆积：按________方式堆积。
第三章 晶体结构与性质
答案：
人教版高中化学选修3课件 3.3-金属晶体(共28张PPT)
堆积 密 名称 置 层 在 三 维 六方 空 最密 间 堆积 堆
积
堆积方式 如图所示，按__A_B_A_B_A_B_A_B___……的方式堆积。
堆积
密 名称
置
层
在
三
维 面心
空 立方
间
最密 堆积
堆
积
堆积方式 如图所示，按__A_B_C_A_B_C_A_B_C___……的方式堆积。
1.晶体中有阳离子，一定有阴离子吗？ 提示：不是。在金属晶体中，都是金属阳离子和自由电子形成 金属键，有阳离子但无阴离子。 2.因为金属晶体内含有金属键，因此其熔沸点都很高，这种说 法对吗？ 提示：不一定。不同的金属晶体熔沸点差别很大，如钨的熔沸 点在3 000 ℃以上，而钠的熔沸点就很低。
1.影响金属键强弱的因素 (1)金属阳离子所带电荷越多、 离子半径越小，金属键越强。 (2)一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定，金属阳离 子半径越小，所带电荷越多， 金属键越强，熔点就相应越 高，硬度也越大。
2.金属固体的导电原理不同于电解质溶液的导电原理
导电 粒子
导电 实质
影响 因素
金属导电
Al>Mg>Na。
二、石墨 1.石墨的晶体结构 (1)石墨的碳原子与金刚石杂化方式相同吗？其结构可以类比 金刚石的吗？
提示：杂化方式不同，不可以类比。金刚石中，碳原子采取 sp3杂化形成4个sp3杂化轨道，每个sp3杂化轨道与相邻的4个 碳原子形成4个σ键；石墨中，层内碳原子采取sp2杂化形成3 个sp2杂化轨道，每个sp2杂化轨道与相邻的3个碳原子形成3个 σ键。石墨是层状结构的晶体，在每一层内，碳原子排列成六 边形，一个个六边形排列成平面的网状结构，每一个碳原子都 跟其他三个碳原子相结合。在同一层内，相邻的碳原子以共价 键相结合，层与层之间以分子间作用力相结合。
金属晶体堆积方式
人教版高中化学必修三 物质结构与性质
第三章第三节 金属晶体
金属晶体的原子堆积方式
学习目标
熟知金属晶体的原子堆积模型的分类 及结构特点
金属原子在二维空间的放置方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体，金属原子 排列在平面上有两种放置方式。
非密置层
密置层
金属原子在三维空间的放置方式
金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金 属原子堆积有如下4种基本模式。 1.简单立方堆积 2.体心立方堆积 3.六方最密堆积 4.面心立方最密堆积
归纳总结
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.常见的堆积模型
堆积模型
简单 立方
采纳这种堆积 的典型代表
置层记作A，第二层记作B，B层的球对准A层中的三角形
空隙位置，第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时
应对准A层中的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。这种 排列方式三层为一周期，记为ABC„由于在这种排列中可
以划出面心立方晶胞，故称这种堆积方式为面心立方最密
堆积。 Cu 、 Ag 、 Au 等均采用此类堆积方式。
两层中各 3 个球相接触，故每个球与周围 12 个球相
接触，所以其配位数是 12 。原子的空间利用率最大。 Mg、Zn、Ti都是采用这种堆积方式。
面心立方堆积(ABCABC…)
B
C
A
A C B A C B A
面心立方堆积(ABCABC…)
A C B A C B A
第三章第三节 金属晶体
金属晶体的原子堆积方式
学习目标
熟知金属晶体的原子堆积模型的分类 及结构特点
金属原子在二维空间的放置方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体，金属原子 排列在平面上有两种放置方式。
非密置层
密置层
金属原子在三维空间的放置方式
金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金 属原子堆积有如下4种基本模式。 1.简单立方堆积 2.体心立方堆积 3.六方最密堆积 4.面心立方最密堆积
归纳总结
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.常见的堆积模型
堆积模型
简单 立方
采纳这种堆积 的典型代表
置层记作A，第二层记作B，B层的球对准A层中的三角形
空隙位置，第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时
应对准A层中的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。这种 排列方式三层为一周期，记为ABC„由于在这种排列中可
以划出面心立方晶胞，故称这种堆积方式为面心立方最密
堆积。 Cu 、 Ag 、 Au 等均采用此类堆积方式。
两层中各 3 个球相接触，故每个球与周围 12 个球相
接触，所以其配位数是 12 。原子的空间利用率最大。 Mg、Zn、Ti都是采用这种堆积方式。
面心立方堆积(ABCABC…)
B
C
A
A C B A C B A
面心立方堆积(ABCABC…)
A C B A C B A
人教版高中化学选修3课件-金属晶体
知识点二
金属晶体的结构
1．金属晶体的原子堆积模型
2.晶胞中原子的空间利用率的计算方法 (1)以面心立方晶胞为例，求晶胞中原子的空间利用率
图乙是面心立方晶胞的结构剖面图，晶胞的面对角线为金 属原子半径的 4 倍。设金属原子的半径为 R，则晶胞的面对角线 为 4R，晶胞立方体的体积为(2 2R)3。每个面心立方晶胞中实际 含有 4 个金属原子，4 个金属原子的体积为 4×43πR3，因此晶胞 中原子的空间利用率为42×432πRR33×100%＝74%。
Hale Waihona Puke ①该晶胞“实际”拥有的铜原子是____4____个。
②该晶胞称为_____C___(填序号)。
A．立方晶胞
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 a cm, Cu 的相对原子质量为 64， 金属铜的密度为 ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为___ρ2_·5a_63__m_o_l_－_1(用
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金属晶体中只有金属阳离子，无阴离子。 3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。 4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。
1.晶体中有阳离子，一定有阴离子吗？反之， 晶体中有阴离子，一定有阳离子吗？
(4)颜色/光泽——自由电子吸收所有频率光释放一定频率光 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，金属能反射照射到其表面的光而具 有光泽。而金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排 列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰 色或黑色。
高中化学选修三第三章 第三节 金属晶体
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
4 __
6 __
2．三维空间模型 (1)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。
(2)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。
(3)已知下列金属晶体：Ti、Po、K、Fe、Ag、Mg、Zn、Au 其堆积 方式为： Po ①简单立方堆积的是________________ ； K、Fe ②体心立方堆积的是________________ ； Mg、Zn、Ti ③六方最密堆积的是________________ ； Ag、Au 解析 ④面心立方最密堆积的是________________ 。
[特别提醒] 温度越高，金属的导电能力越弱。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (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)钙的熔、沸点低于钾 (4)温度越高，金属的导电性越好 (√ ) (× ) ( × )
)
解析：金属原子的半径越小，价电子数目越多，金属键就 越强，即金属阳离子与自由电子间的作用越强。Na、Mg、 Al 均位于第三周期，原子半径逐渐减小，价电子数目逐渐 增多，所以金属键逐渐增强，其中铝的金属键最强，钠的 金属键最弱，而钾和钠位于同一主族，且钾的半径比钠大， 钾的金属键比钠弱。 答案：C
金属键与金属晶体
人教版高中化学选修三第三章 第三节金属晶体 课件(共24张PPT)
注意：在晶体中，
（3）微粒间作用力：金属键
不存在单个分子。
（4）金属晶体熔化时，破坏的作用力： 金属键
• 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
3、下列性质，适用于某种金属晶体的是( D )
A. 熔点1070℃，易溶于水，其水溶液能导电
B. 熔点10.31℃，液态不导电，其水溶液能导电
C. 能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃ D. 熔点97.81℃，质软，导电，密度小于水
【知识回顾】 三种晶体类型与性质的比较
晶体类型
概念
作用力
密置层的两种堆积方式：
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 )
12
6
3
54
12
6
3
54
关键是第三层，对第一、二层来说， 第三层可以有两种最紧密的堆积方式。
，
AB
①六方最密堆积（Mg型：Mg,Zn,Ti ）
A
12
B
6
3
54
A
B
每两层形成一个周期，即
构成微粒 熔沸点
物 理 硬度 性 质 导电性
原子晶体
相邻原子之间以共价 键相结合而成具有空
间网状结构的晶体
分子晶体
金属晶体
分子间以范德 华力相结合而
成的晶体
通过金属键形成的 晶体
共价键范德华力金属键原子很高 很大
人教版高中化学选修三_物质结构与性质_金属晶体的堆积方式 PPT
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物质结构与性质
金属晶体的堆积方式
大家好
1
一、理论基础：
由于金属键没有方向性，每个金属原 子中的电子分布基本是球对称的，所以 可以把金属晶体看成是由直径相等的圆 球的三维空间堆积而成的。
二、金属堆积方式
（一）一维堆积
大家好
2
（二）二维堆积
I型
II 型
非密置层
密置层
行列对齐四球一 空 非最紧密排列
= 52.36%
(2r)3
大家好
16
（2）体心立方：在立方体顶 点的微粒为8个晶胞共享，处 于体心的金属原子全部属于 该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
（3）六方晶胞：在六方体顶 点的微粒为6个晶胞共有，在 面心的为2个晶胞共有，在体 内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 大+家好2×1/2 + 3 = 6
17
（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个 晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为： 8×1/8 + 6×1/2 = 4
空间利用率：
4×4лr3/3
= 74.05%
(2×1.414r)3大家好
18
2.配位数： 每个小球周围距离最近的小球数
简单立方堆积：
6
体心立方堆积：
8
六方紧密堆积：
12
面心立方紧密堆积： 12
6
3
54
各层均为密置层
于是每两层形成一个周期，即：AB、
AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。
大家好
7
(3)六方紧密堆积
A
B A
B A
大家好
物质结构与性质
金属晶体的堆积方式
大家好
1
一、理论基础：
由于金属键没有方向性，每个金属原 子中的电子分布基本是球对称的，所以 可以把金属晶体看成是由直径相等的圆 球的三维空间堆积而成的。
二、金属堆积方式
（一）一维堆积
大家好
2
（二）二维堆积
I型
II 型
非密置层
密置层
行列对齐四球一 空 非最紧密排列
= 52.36%
(2r)3
大家好
16
（2）体心立方：在立方体顶 点的微粒为8个晶胞共享，处 于体心的金属原子全部属于 该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
（3）六方晶胞：在六方体顶 点的微粒为6个晶胞共有，在 面心的为2个晶胞共有，在体 内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 大+家好2×1/2 + 3 = 6
17
（4）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个 晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为： 8×1/8 + 6×1/2 = 4
空间利用率：
4×4лr3/3
= 74.05%
(2×1.414r)3大家好
18
2.配位数： 每个小球周围距离最近的小球数
简单立方堆积：
6
体心立方堆积：
8
六方紧密堆积：
12
面心立方紧密堆积： 12
6
3
54
各层均为密置层
于是每两层形成一个周期，即：AB、
AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。
大家好
7
(3)六方紧密堆积
A
B A
B A
大家好
2021_2022学年高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体课件新人教版选修3
电性、导热性和延展性等。
答案:C
重点难点探究
重要考向探究
随堂检测
考向二 金属晶体的堆积模型及熔点的比较
【例题2】 下列说法正确的是(
)
A.金属钙的熔点低于金属钾的熔点
B.如果金属晶体失去自由电子,金属晶体将不复存在
C.金属晶体中Fe、Ag等为面心立方最密堆积
D.金属晶体中W、Ti等为体心立方堆积
解析:Ca原子的半径小于K原子,且Ca的价电子数大于K原子,所
积,Mg、Zn、Ti等属于六方最密堆积。
重点难点探究
重要考向探究
随堂检测
成功体验2下列有关金属的说法正确的是(
)
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.钠型和铜型的原子堆积方式空间利用率最高
C.金属晶体中大量自由电子的高速运动使金属具有良好的导热
性
D.金属具有光泽,是因为金属阳离子堆积精密对光的反射
自主检测
3.用电子气理论解释为什么金属具有优良的延展性、导电性和
导热性?
提示:(1)当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相
对滑动,但排列方式不变,金属离子与自由电子形成的金属键没有
被破坏,所以金属具有良好的延展性。(2)在外加电场的作用下,金
属晶体中的自由电子做定向移动形成”?
提示:“电子气理论”的内容为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。
2.金属原子是通过何种键型形成的晶体?有哪些优良性质?
提示:金属原子通过金属键形成的晶体叫金属晶体。其具有优良
的导电性、导热性和延展性。
阅读思考
重点难点探究
重要考向探究
答案:C
重点难点探究
重要考向探究
随堂检测
考向二 金属晶体的堆积模型及熔点的比较
【例题2】 下列说法正确的是(
)
A.金属钙的熔点低于金属钾的熔点
B.如果金属晶体失去自由电子,金属晶体将不复存在
C.金属晶体中Fe、Ag等为面心立方最密堆积
D.金属晶体中W、Ti等为体心立方堆积
解析:Ca原子的半径小于K原子,且Ca的价电子数大于K原子,所
积,Mg、Zn、Ti等属于六方最密堆积。
重点难点探究
重要考向探究
随堂检测
成功体验2下列有关金属的说法正确的是(
)
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.钠型和铜型的原子堆积方式空间利用率最高
C.金属晶体中大量自由电子的高速运动使金属具有良好的导热
性
D.金属具有光泽,是因为金属阳离子堆积精密对光的反射
自主检测
3.用电子气理论解释为什么金属具有优良的延展性、导电性和
导热性?
提示:(1)当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相
对滑动,但排列方式不变,金属离子与自由电子形成的金属键没有
被破坏,所以金属具有良好的延展性。(2)在外加电场的作用下,金
属晶体中的自由电子做定向移动形成”?
提示:“电子气理论”的内容为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。
2.金属原子是通过何种键型形成的晶体?有哪些优良性质?
提示:金属原子通过金属键形成的晶体叫金属晶体。其具有优良
的导电性、导热性和延展性。
阅读思考
重点难点探究
重要考向探究
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体精美课件
许多金属（如Na、K、Fe等）采取这种堆积方式。
由
简非
单 立
密 置 层
方一
堆层
积一
钾型 体心
层 堆 积
立方
而
成
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 )
12
6
3
54
12
6
3
54
，
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧 密的堆积方式。
2、金属键：金属离子和自由电子之间的强烈 的相互作用叫做金属键（电子气理论）
特征：金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特 殊形式的化学键，这种键既没有方向性，也没有饱和性， 成键电子可以在金属中自由流动，使金属呈现特有的属性。
强弱判断:阳离子所带电荷多（即原子的价电子越多）、半 径小，金属键强。
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
12
6
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排 A，形成
A
ABC ABC 三层一个周期。
得到面心立方堆积。
C
B
12
6
3
54
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 )
A C B A
此种立方紧密堆积的前视图
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
金属晶体中由于金属离子与自由电子间 的相互作用没有方向性，各原子层之间发生 相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因 而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
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三、石墨——混合晶体 晶体模型
碳原子 杂化类型
sp2
作用力
物理性质
层内
层间
质软，能导 共价键 范德华力 电，熔、沸
点高
■多维思考·自主预习 1．下列有关金属键的叙述错误的是( ) 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．金属的物理性质和金属固体的形成都与金属键有关
答案：A
4．关于石墨晶体的说法错误的是( ) A．石墨能导电，是因为晶体中存在自由电子 B．同一层内，平均2个碳原子构成一个正六边形 C．石墨比金刚石的熔点高 D．石墨比金刚石的硬度大 答案：D
要点一 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
第三节 金属晶体
课程目标
素养目标
1.证据推理与模型认知：能运用多种 1.知道金属键的含义，能用金属键理论
金属晶体的堆积模型来描述和解释金 解释金属的物理性质。
属晶体的结构特点。 2．能列举金属晶体的基本堆积模型。
2．科学态度与社会责任：通过对金属 3．了解金属晶体性质的一般特点，理
键理论的研讨，培养终身学习的意识 解金属晶体的类型与性质的关系。
非密置层
图示
配位数
4
密置层 6
2.三维空间模型 (1)非密置层在三维空间堆积 ①简单立方堆积： 相邻非密置层原子的原子核在同一直线上 的堆积，空间利用率太低，只有金属Po采取 这种堆积方式。
②体心立方堆积： 将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离， 每层均照此堆积。这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一个原子 在立方体的顶点，另一个原子在立方体的 中心，其空间的利用率比简单立方堆积高Al、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
解析：①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点 最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其 阳离子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al 价电子数依次增多，离子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正 确。
晶胞
简单立方堆积
Po(钋)
52%
6
体心立方堆积
Na、K、Fe
68%
8
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
六方最密堆积
Mg、Zn、Ti
74%
12
面心立方最密堆积
Cu、Ag、Au
74%
12
2.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
解析：A.钛采取图1的堆积方式，而钾采取体心立方堆积方式，A错误；B.按照图2的 方式，在三维空间里的堆积可以得到2种方式，一种是简单立方堆积，一种是体心立 方堆积，B错误；C.在干冰的晶胞中，在每个二氧化碳周围距离相等且最近的二氧化 碳有12个，C错误；D.图4是金属原子在三维空间里以密置层采取ABCABC…面心立 方最密堆积，D正确。
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： ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 ②同主族金属单质，从上到下(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，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而铁等金属熔点 很高(1 535 ℃)。
(2)密置层在三维空间堆积 ①六方最密堆积： 如图所示：按 ABABABAB
……的方式堆积。
②面心立方最密堆积： 如图所示，按 ABCABCABC
……的方式堆积。
[微思考] 金属晶体有几种堆积方式？金属堆积的空间利用率大小关系如何？
[提示] 简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积和面心立方最密堆积。 空间利用率：面心立方最密堆积＝六方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积。
答案：D
2．金属的下列性质中与金属晶体无关的是( )
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都是金属的物理通性，这些性质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，与金属晶体无关。
答案：B
3．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
答案：B
2．金属晶体的形成原因是晶体中存在( )
①金属原子 ②金属阳离子 ③自由电子 ④阴离子
A．只有①
B．只有③
C．②③
D．②④
答案：C
3．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%——6 B．钠Na——体心立方堆积——74%——12 C．锌Zn——六方最密堆积——68%——8 D．银Ag——面心立方最密堆积——68%——12
1．下列说法正确的是( )
[题组训练]
A．钛和钾都采取图1的堆积方式 B．图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简 单立方堆积 C．图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个CO2周围最近且等距离的CO2 有8个 D．图4是一种金属晶体的晶胞，它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABC… 堆积的结果
2．金属晶体 (1)概念：原子间以 金属键结合形成的晶体。 (2)用电子气理论解释金属的性质。
[微思考] 金属原子是通过何种键型形成的晶体？有哪些优良性质？ [提示] 金属原子通过金属键形成的晶体叫金属晶体。其具有优良的导电性、导热性 和延展性。
二、金属晶体的原子堆积模型 1．二维空间模型
堆积方式
和严谨求实的科学态度。
01 基础 自主落实 02 要点 系统认知 03 检测 课堂达标 04 演练 效果检测
一、金属键与金属晶体
1．金属键 (1)概念：金属阳离子 和自由电子之间的较强作用力。 (2)本质：金属原子脱落下来的价电子 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共 用，从而把所有的金属原子维系在一起。