人教版化学选修三第三章第三节 金属晶体
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人教版高中化学选修三课件：第三章 第三节 金属晶体(25张PPT)
A．铜
①简单立方
B．钋
②体心立方
C．钾
③六方
D．镁
④面心立方
解析：简单立方的是钋，体心立方的有Na、K、Fe等，
六方最密堆积的有Mg、Zn等，面心立方最密堆积的有
Cu、Ag、Au。
2．金属原子在二维空间里的放置有下图所示的两种方式，
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)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立
方最密堆积
D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方堆积
解析
解析：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，另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，原子 的配位数为4。由此可知，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 和体心立方两种堆积模型。所以，只有C选项正确。 答案：C
(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
(×)
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •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、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •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.
C．Al
D．K
解析：金属原子的半径越小，价电子数目越多，金属键就
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
人教版化学选修三第三章第三节金属晶体
25、有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图
所示，有关说法正确的是( B )
A.①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④ 为铜型 B.每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个， ③2个，④4个 C.晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8， ④12 D.空间利用率的大小关系为：①<②<③<④
26、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面 心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可 以划出一块正立方体的结构单元，金属原子 处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试 计算这类金属晶体中原子的空间利用率。
3.空间利用率：
——晶体的空间被微粒占据的体积百分数，用 它来表示紧密堆积的程度。
思考交流 :
取12个等直径圆球，每4个球排成一排作为一 组， 将2组球平放在同一平面上，使球与球之间 尽可能多地紧密接触，有多少种堆积方式？
I型(头碰头)
II型(头对空)
2
23
1
3
4
1
4
65
非密置层 配位数为4
密置层 配位数为6 返
确的是( B )
A.金属元素的原子只有还原性，离子只 有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正价
C.金属元素在不同化合物中的化合价均 不同
D.金属单质的熔点总是高于分子晶体
12、金属晶体的形成是因为晶体中 存在( C ) 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
C.可溶性碱
D.可溶性盐
16、金属能导电的原因是( B )
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
高中化学 第三章 第三节 金属晶体教案 新人教版选修3-新人教版高二选修3化学教案
第三节金属晶体[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及微粒间的相互作用。
2.证据推理与模型认知：能利用金属晶体的通性推导晶体类型，从而理解金属晶体中各微粒之间的作用，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析其晶胞结构。
一、金属键和金属晶体1．金属键(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。
(2)实质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气〞，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，形成一种“巨分子〞。
(3)特征：金属键没有方向性和饱和性。
2．金属晶体(1)金属晶体通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体。
(2)用电子气理论解释金属的性质(1)金属单质和合金都属于金属晶体。
(2)金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。
(3)金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。
因而，二者导电的本质不同。
例1以下关于金属键的表达中，不正确的选项是( )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[考点] 金属键和金属晶体[题点] 金属键的理解答案 B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。
选修3物质结构与性质课件第03章晶体结构与性质第3节 金属晶体
资料 金属之最
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] 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径：50100 mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： 1001m00m] 最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金
[2016·全国卷Ⅱ，37(3)节选]单质铜及镍都是由______键形成的晶体。
晶体熔、沸点高低的比较 [2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同， 但 金 属 K 的 熔 点 、 沸 点 等 都 比 金 属 Cr 低 ， 原 因 是 __K__的__原__子__半__径__较__大__且__价__电___子__数__较__少__，__金__属__键__较__弱__________________。
【小结】：三种晶体类型与性质的比较
晶体类型 概念
作用力
原子晶体
分子晶体
相邻原子之间以共价 分子间以分子 键相结合而成具有空 间作用力相结 间网状结构的晶体 合而成的晶体
共价键
范德华力
构成微粒
熔沸点 物 理 硬度 性 质 导电性
原子 很高 很大
无（硅为半导体）
分子 很低 很小
无
金属晶体
通过金属键 形成的晶体
a
aa
a
a=2r
晶胞中平均分配的原子数：1 配位数：6 空间利用率：52% 空间利用率太低！
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
化学人教版高中选修3 物质结构与性质人教课标版选修3第三章第三节金属晶体PPT课件
2．关于ⅠA族和ⅡA A．同一周期中，ⅠA族单质的熔点比ⅡA B ．浓度都是 0.01mol·L － 1 时，氢氧化钾溶液的 pH 比 C． D．
2019/3/10
3．有A 、B、C 三种元素。已知①4gA 元素的单质与 水 作 用 ， 标 况 下 放 出 H22.24L ， 反 应 中 有 1.204×1023 个电子发生转移。② B 元素可与 A 形成 AB2 型的离子化合物，且知 A 、 B 的离子具有相同的 核外电子排布。③元素C 的气态氢化物可与其最高 价氧化物的水化物发生非氧化还原反应生成盐， 1mol该盐含42个电子。据此填写下列空白：
铂
金
最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金
2019/3/10
练习
1、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ） C
A.金属离子间的相互作用 B．金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用
2019/3/10
2．金属能导电的原因是(
晶体类型 导电时的状态 离子晶体 金属晶体
导电粒子
2019/3/10
水溶液或 晶体状态 熔融状态下 自由移动的离子 自由电子
导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动 的结果，那么金属晶体导热过程中“电子气”（自由 电子）担当什么角色? ⑵金属导热性的解释 “电子气”（自由电子）在运动时经常与金属离子碰 撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那 个区域里的“电子气”（自由电子）能量增加，运动 速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。“电子 气”（自由电子）在热的作用下与金属原子频繁碰撞 从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而 使整块金属达到相同的温度。
人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共23张PPT)
①简单立方堆积的是_____P__o___________________； ②体心立方堆积的是_____N__a____K____F__e_________； ③六方最密堆积的是____M___g____Z_n______________； ④面心立方最密堆积的是___C__u____A__u___________。
非密置层
密置层
“心对 心”
“心对 空”
“ABAB…”
“ABC ABC”
简单 体心 立方 立方
六方 面心立 最密 方最密
配位数 6
8
12 12
空间利用 52% 68% 率
74%
74%
【典例】结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题： （1）有下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为：
方式Ⅰ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
“心对心”
方式Ⅱ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的空隙
“心对空”
简单立方堆积(scp) “心对心”
Po
例题解析
例1.求简单立方堆积原子的配位数及原子半径 与晶胞棱长的关系以及空间利用率？
6
2
1
3
4
5
棱长=球半径×2
体心立方堆积(bcp) “心对空”
2.（1）如图所示为二维平面晶体示意图，
所表示的化学式为AX3的是_②__。
（2）如图为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是__4__个。 ②该晶胞称为__C__（填序号）。
A.六方晶胞 B.体心立方晶胞 C.面心立方晶胞
作业
利用手里模型动手完成四种堆积方式 利用几何知识计算六方最密堆积方式的空 间利用率
非密置层
密置层
“心对 心”
“心对 空”
“ABAB…”
“ABC ABC”
简单 体心 立方 立方
六方 面心立 最密 方最密
配位数 6
8
12 12
空间利用 52% 68% 率
74%
74%
【典例】结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题： （1）有下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为：
方式Ⅰ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
“心对心”
方式Ⅱ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的空隙
“心对空”
简单立方堆积(scp) “心对心”
Po
例题解析
例1.求简单立方堆积原子的配位数及原子半径 与晶胞棱长的关系以及空间利用率？
6
2
1
3
4
5
棱长=球半径×2
体心立方堆积(bcp) “心对空”
2.（1）如图所示为二维平面晶体示意图，
所表示的化学式为AX3的是_②__。
（2）如图为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是__4__个。 ②该晶胞称为__C__（填序号）。
A.六方晶胞 B.体心立方晶胞 C.面心立方晶胞
作业
利用手里模型动手完成四种堆积方式 利用几何知识计算六方最密堆积方式的空 间利用率
人教版高中化学选修三-3.3-金属晶体 第一课时 课件
Cu、Ag、Au
A
C B
ACΒιβλιοθήκη B密置层A
12
6
3
54
立方面心最密堆积的配位数 =12
立方面心最密堆积的空间占有率 =74%
8. 有志的人战天斗地，无志的人怨天恨地 14. 真正的情歌，让悲伤更加悲伤，让寂寞更加寂寞。 9. 把自己的欲望降到最低点，把自己的理性升华到最高点，就是圣人。 6. 用最多的梦面对未来。 11. 每天提醒自己，不要忘记理想，不要忘记目标。 7. 用不着为一次小小的挫折而痛哭流涕。人生本来就充满坎坷，没有创伤的珍珠贝，怎会有闪烁迷人的晶莹。跌几次跤，摔几次跟头，是经 常的事。如果在一条阴沟里都翻了船，你的人生一定苍白，绝对不会生动。如果败了，我可以从头再来;如果胜了，我可以把脚下的基石夯硬 。
非密置层
简单立方堆积的配位数 =6
简单立方堆积的空间占有率 =52%
正方体边长为a 球半径为a/2
②体心立方堆积（钾型）碱金属、Fe 非密置层
体心立方堆积的配位数 =8
体心立方堆积的空间占有率 =68%
体对角线长为c 面对角线长为b 棱线长为a 球半径为r
c2=b2+a2 b2=a2+a2 c=4r (4r)2=3a2
第三章
晶体的结构与性质
第三节 金属晶体
第二课时
二、金属晶体的原子堆积模型
1、几个概念
配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻 且距离相等的微粒个数
空间利用率： 晶体的空间被微粒占满的体积百分数 用来表示紧密堆积程度
金属的二维堆积方式
非密置层 配位数为4
密置层 配位数为6
2、金属的三维堆积方式
①简单立方堆积 唯一金属——钋
17. 姑娘你不努力你怎么得到你想要的 2. 只要我们能梦想的，我们就能实现。 3. 明天不一定更好，。但更好的明天一定会来。 20. 以诚感人者，人亦诚而应。 13. 如果我放弃，不是因为我输了，而是因为我懂了。 15. 任何的限制，都是从自己的内心开始的。 2. 热爱是什么?热爱是风，热爱是雨。因为热爱，我们甘于淡泊宁静的日子;也因为热爱，我门敢于金戈铁马去，马革裹尸还，兴趣是什么?兴 趣是热，兴趣是爱。因为兴趣，我们抛弃了兴趣以外的享乐;也因为兴趣，我们探索奥秘去，收获成果还。
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。
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
人教版选修3 第3章第3节 金属晶体 课件(59张)
(2)金原子半径为 A cm，则晶胞中面对角线是 4A cm，所以
晶胞的边长是
2
2A
cm，所以2
2A3·ρ 197
×NA
＝
4
，
解
得
ρ＝
4 129A73NA。
(3)晶胞的体积是(2 2A)3，而金原子占有的体积是 4×43πA3， 所以金原子空间占有率为42×432πAA33＝42×243π3≈74%(0.74)。
解析：选 C 在金属晶体中，原子间以金属键相互结合，金 属键的本质是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，从而将所有金属原子维系在一 起而形成金属晶体。实际上也就是靠脱落下来的价电子与其中的 金属离子间的相互作用而使它们结合在一起。
2．金属的下列性质中和金属晶体的结构无关的是( )
4．金属原子在三维空间里有四种堆积方式：
简单立方堆 体心立方堆 六方最密堆 面心立方最密堆
积
积
积
积
知识分点突破
细梳理、练对点、层层过关
分点突破 1 金属键与金属晶体
1．金属键 (1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下 来的 1 __价__电__子__形成遍布整块晶体的“ 2 __电__子__气__”，被所有原 子所共用，从而把所有的 3 __金__属__原__子__维系在一起。
(3)在六方最密堆积中，如下图，
设原子半径为 r，则底面边长为 2r，底面高 h＝ 3r，所以底 面积 S＝2r× 3r＝2 3r2。晶胞的高 H＝2×236r，所以晶胞体 积 V 晶胞＝S×H＝2 3r2×436r＝8 2r3,2 个原子的体积 V 球＝2×43 πr3。
空间利用率为VV晶球胞×100%＝28×432πr3r3×100%≈74%。
人教版化学选修三3.3《金属晶体》同步课件(共28张PPT)
沸点越高，且研究表明，一般来说，金属原子半径越
小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说
法中错误的是
()
A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔、沸点低于钙
C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔、沸点高于钾
克州三中 刘汉鹏
一、教学内容
• 1、课标中的内容 (1)知道金属键的涵义,能用金属键理论解释 金属的一些物理性质 (2)知道金属晶体的结构微粒,微粒间作用力 与分子晶体,原子晶体的区别
2、教材中的内容
• 本节课是人教版化学选修3第三章第三节的 教学内容，是在学习分子晶体、原子晶体、 离子晶体的基础上认识金属晶体。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型
离子晶体
金属晶体
导电时的状态
水溶液或 熔融状态下
晶体状态
导电粒子 自由移动的离子 自由电子
2、金属晶体结构与金属导热性的关系
【讨论2】金属为什么易导热？
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞， 引起两者能量的交换。当金属某部分受热时， 那个区域里的自由电子能量增加，运动速度 加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系 1.金属晶体结构与金属导电性的关系。 2.金属晶体结构与金属导热性的关系。 3.金属晶体结构与金属延展性的关系。
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电 ？
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自 由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场 的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成 电流，所以金属容易导电。
例题1：下面叙述正确的是 A.金属受外力作用时常常发生变形而不易折断， 是由于金属原子之间有较强的作用
B.通常情况下，金属里的自由电子会发生定向 移动，而形成电流
人教版高中化学选修三课件3.3金属晶体
【例1】物质结构理论指出：金属晶体 中金属离子与自由电子之间的强烈相互 作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔
沸点越高。根据研究表明，一般来说，金属原子半径越
小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法 错误的是
A.镁的硬度大于铝
B.镁的熔、沸点高于钙 C.镁的硬度大于钾 D.钙的熔、沸点高于钾
2.金属键具有的性质是（）
A.饱和性B.方向性 C.无饱和性和方向性D.既有饱和性又有方向性 【解析】选C。金属晶体的构成微粒是金属阳离子与自 由电子，金属阳离子浸在自由电子的“海洋”中，自由
电子为整块金属所共有，故金属键无方向性和饱和性。
3.下列说法错误的是（） A.在金属晶体中有阳离子无阴离子 B.金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性
（2）影响金属键强弱的因素有_________________、 __________________、__________________等。一般说 来，金属键越强，则金属的熔点_______________， 硬度__________。
【解析】（1）金属能导电是金属中的自由电子在外加 电场的作用下定向移动，且导电能力随温度升高而减弱，
Au。
（2）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。
（3）常温下，Hg为液态，A错；因为金属键无方向性，
故金属键在一定范围内不因形变而消失，B正确；钙的 金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高， 金属的导电性减弱，D错。 答案：（1）①Po②Na、K、Fe③Mg、Zn
④Cu、Au
（1）已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、 Au 其堆积方式为： ①简单立方堆积的是_______________；
沸点越高。根据研究表明，一般来说，金属原子半径越
小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法 错误的是
A.镁的硬度大于铝
B.镁的熔、沸点高于钙 C.镁的硬度大于钾 D.钙的熔、沸点高于钾
2.金属键具有的性质是（）
A.饱和性B.方向性 C.无饱和性和方向性D.既有饱和性又有方向性 【解析】选C。金属晶体的构成微粒是金属阳离子与自 由电子，金属阳离子浸在自由电子的“海洋”中，自由
电子为整块金属所共有，故金属键无方向性和饱和性。
3.下列说法错误的是（） A.在金属晶体中有阳离子无阴离子 B.金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性
（2）影响金属键强弱的因素有_________________、 __________________、__________________等。一般说 来，金属键越强，则金属的熔点_______________， 硬度__________。
【解析】（1）金属能导电是金属中的自由电子在外加 电场的作用下定向移动，且导电能力随温度升高而减弱，
Au。
（2）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。
（3）常温下，Hg为液态，A错；因为金属键无方向性，
故金属键在一定范围内不因形变而消失，B正确；钙的 金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高， 金属的导电性减弱，D错。 答案：（1）①Po②Na、K、Fe③Mg、Zn
④Cu、Au
（1）已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、 Au 其堆积方式为： ①简单立方堆积的是_______________；
【课件】人教版高中化学选修三第三章晶体结构与性质之三金属晶体
第三节金属晶体1．金属共同的物理性质2．金属的结构（1）组成粒子（2）金属键①定义②成键条件③特征（3）金属晶体金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。
（4）金属键强弱判断3．金属晶体的结构与金属性质的内在联系（1）金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论1】金属为什么易导电？离子晶体、金属晶体导电的区别晶体类型离子晶体金属晶体导电时的状态导电粒子水溶液或熔融状态下自由移动的离子晶体状态熔融状态自由电子3．金属晶体的结构与金属性质的内在联系（1）金属晶体结构与金属导电性的关系（2）金属晶体结构与金属导热性的关系【讨论2】金属为什么易导热？（3）金属晶体结构与金属延展性的关系【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？（4）金属晶体结构具有金属光泽和颜色4．金属晶体熔点变化规律（1）金属晶体熔点变化较大（2）一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定【资料】金属之最熔点最低的金属汞－38.87℃熔点最高的金属钨3410℃密度最小的金属锂0.53g/cm3密度最大的金属锇22.57g/cm3硬度最小的金属铯0.2硬度最大的金属铬9.0最活泼的金属铯最稳定的金属金延性最好的金属铂铂丝直径：1/5000mm展性最好的金属金金箔厚：1/10000mm【思考与练习1】下列叙述正确的是A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B.原子晶体中只含有共价键C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键D.分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键【思考与练习2】为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？【课后阅读材料1】超导体——一类急待开发的材料一般说来，金属是电的良好导体（汞的很差）。
1911年荷兰物理学家H·昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约4K（即－269℃）时汞的电阻“奇异”般地降为零，表现出超导电性。
后又发现还有几种金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做超导体。
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C B A
配位数：12 空间占有率：74% 每个晶胞含原子数：4
金属晶体的四种堆积模型对比
阅读课文Ｐ76《资料卡片》，并填写下表
堆积模型
典型代 表
空间利用 率
配位数
晶胞
平面 非密置层
简单立方
体心立方 堆积 ( bcp )
平面 密置层
六方最密 堆积(hcp)
面心立方 最密堆积 (ccp)
（ 简 单钋 立 方 ）
金属晶体的原子堆积模型
问题1.金属原子在平面上的排列方式
（a）非密置层
（b）密置层
配位数为4
配位数为6
问题2：金属原子在三维空间中有几种堆积方式
金属晶体的原子空间堆积模晶型胞1 的形状是什么？
每个晶胞含几个原
简单立方堆积（Po）
子？
简单立方堆积
空间利用率低52%，代表物钋Po,配位数6
金属晶体的原子空间堆积模型2
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
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排与第一层对应，
A
于是形成 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
体心立方堆积
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
配位数：8 空间占有率：68.% 代表物：钾，钠，铁
思考：密置层的堆积方式有哪些？
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
此种立方紧密堆积的前视图
第四层再排与第一层对应，
于是形成 ABC ABC 三层一
A
个周期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
A
此种立方紧密堆积的前视图
金属晶体的原子空间堆积模型4
面心立方最密堆积 （铜，银，金） 配位数：12 空间利用率：74%
面心立方
C B A
铜型 [面心立方] （ 铜，银，金）
导电性.
2.如何用电子气理论解释金属键的本质?
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 原子维系在一起.
•3你认为构成金属晶体的微粒是什么? 金属阳离子和自由电子
4你认为金属键的强弱的决定因素是什么?
金属键强弱判断:阳离子所带电荷越多、半径 越小,金属键越强. •5.金属晶体的熔沸点和硬度有规律吗? 金属键越强,金属晶体的熔沸点越高,硬度越大
如： Li﹥Na﹥ K ﹥Rb ﹥Cs K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al
6.用电子气理论解释金属晶体的 延展性,导热性,导电性.
原子晶体受外力作用时，原子间 的位移必然导致共价键的断裂， 因而难以延展成型，无延展性。
金属晶体中,由于金属键没有方向性，各原子层之 间发生相对滑动以后，金属键力基本不变， 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。
，
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。 第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
12
B
6
3
A
54
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
金属晶体的原子空间堆积模型3
六方密堆积
六棱柱表示的晶胞
习惯上用平行六面体 表示的晶胞
金属晶体电子气理论与金属导电性的关系
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子 的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自 由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属 容易导电。
金属晶体的电子气理论与金属导热性的关系
金属容易导热，是由于自由电子运动时 与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传 到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
（ 六 方 最镁 密型 堆 积 ）
（ 体 心 立钾 方型 堆 积 ）
（ 面 心 立 方铜 最型 密 堆 积 ）
石 知识拓展－石墨 墨 晶 体 结 构
（1）石墨中C原子以sp2杂化； （2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可 导电； （4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。
思考：
（1）石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，
容易滑动，所以石墨很软。
（2）石墨的熔沸点为什么很高？
石墨的熔点为什么高于金刚石？
它们都有很强的C-C共价键。在石 墨中各层均为平面网状结构，碳原
熔点 （℃）
子之间存在很强的共价键（大π键），
C-C键长比金刚石的短，键的强度 大，故其熔点金刚石高。
石墨 3652 金刚石 3550
（3）石墨属于哪类晶体？
沸点 （℃）
4827 4827
石墨为混合键型晶体。
第三节金属晶体（2）
复习回答下列问题
1.金属晶体中,原子之间以 作用力相互结合? 2.如何用"电子气理论"解释金属键的本质? 3.你认为构成金属晶体的微粒是什么? 4.你认为金属键的强弱的决定因素是什么? 5.金属晶体的熔沸点有规律吗? 6.用电子气理论解释金属晶体的延展性,导热性,
预习课本74页~75页回答下列问题:
1.金属原子在平面上有 列方式. 配位数分别是
和 两种排 和.
2.金属原子在三维空间中有
分别是
;
;
配位数分别是多少?
种堆积模型. ;
.
3你能看出各中模型中原子之间的位置关系吗?
配位数：12 空间占有率：74% 每个晶胞含原子数：4
金属晶体的四种堆积模型对比
阅读课文Ｐ76《资料卡片》，并填写下表
堆积模型
典型代 表
空间利用 率
配位数
晶胞
平面 非密置层
简单立方
体心立方 堆积 ( bcp )
平面 密置层
六方最密 堆积(hcp)
面心立方 最密堆积 (ccp)
（ 简 单钋 立 方 ）
金属晶体的原子堆积模型
问题1.金属原子在平面上的排列方式
（a）非密置层
（b）密置层
配位数为4
配位数为6
问题2：金属原子在三维空间中有几种堆积方式
金属晶体的原子空间堆积模晶型胞1 的形状是什么？
每个晶胞含几个原
简单立方堆积（Po）
子？
简单立方堆积
空间利用率低52%，代表物钋Po,配位数6
金属晶体的原子空间堆积模型2
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
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12
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12
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第四层再排与第一层对应，
A
于是形成 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
体心立方堆积
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
配位数：8 空间占有率：68.% 代表物：钾，钠，铁
思考：密置层的堆积方式有哪些？
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
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此种立方紧密堆积的前视图
第四层再排与第一层对应，
于是形成 ABC ABC 三层一
A
个周期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
A
此种立方紧密堆积的前视图
金属晶体的原子空间堆积模型4
面心立方最密堆积 （铜，银，金） 配位数：12 空间利用率：74%
面心立方
C B A
铜型 [面心立方] （ 铜，银，金）
导电性.
2.如何用电子气理论解释金属键的本质?
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 原子维系在一起.
•3你认为构成金属晶体的微粒是什么? 金属阳离子和自由电子
4你认为金属键的强弱的决定因素是什么?
金属键强弱判断:阳离子所带电荷越多、半径 越小,金属键越强. •5.金属晶体的熔沸点和硬度有规律吗? 金属键越强,金属晶体的熔沸点越高,硬度越大
如： Li﹥Na﹥ K ﹥Rb ﹥Cs K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al
6.用电子气理论解释金属晶体的 延展性,导热性,导电性.
原子晶体受外力作用时，原子间 的位移必然导致共价键的断裂， 因而难以延展成型，无延展性。
金属晶体中,由于金属键没有方向性，各原子层之 间发生相对滑动以后，金属键力基本不变， 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。
，
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。 第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
12
B
6
3
A
54
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
金属晶体的原子空间堆积模型3
六方密堆积
六棱柱表示的晶胞
习惯上用平行六面体 表示的晶胞
金属晶体电子气理论与金属导电性的关系
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子 的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自 由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属 容易导电。
金属晶体的电子气理论与金属导热性的关系
金属容易导热，是由于自由电子运动时 与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传 到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
（ 六 方 最镁 密型 堆 积 ）
（ 体 心 立钾 方型 堆 积 ）
（ 面 心 立 方铜 最型 密 堆 积 ）
石 知识拓展－石墨 墨 晶 体 结 构
（1）石墨中C原子以sp2杂化； （2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可 导电； （4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。
思考：
（1）石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，
容易滑动，所以石墨很软。
（2）石墨的熔沸点为什么很高？
石墨的熔点为什么高于金刚石？
它们都有很强的C-C共价键。在石 墨中各层均为平面网状结构，碳原
熔点 （℃）
子之间存在很强的共价键（大π键），
C-C键长比金刚石的短，键的强度 大，故其熔点金刚石高。
石墨 3652 金刚石 3550
（3）石墨属于哪类晶体？
沸点 （℃）
4827 4827
石墨为混合键型晶体。
第三节金属晶体（2）
复习回答下列问题
1.金属晶体中,原子之间以 作用力相互结合? 2.如何用"电子气理论"解释金属键的本质? 3.你认为构成金属晶体的微粒是什么? 4.你认为金属键的强弱的决定因素是什么? 5.金属晶体的熔沸点有规律吗? 6.用电子气理论解释金属晶体的延展性,导热性,
预习课本74页~75页回答下列问题:
1.金属原子在平面上有 列方式. 配位数分别是
和 两种排 和.
2.金属原子在三维空间中有
分别是
;
;
配位数分别是多少?
种堆积模型. ;
.
3你能看出各中模型中原子之间的位置关系吗?