人教版化学选修三3.3金属晶体
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1课时)
金属阳离子和自由电子 金属键
5
金属键
4、电子气理论对金属的物理性质的解释
⑴金属导电性的解释
在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” （自由电子），这些电子气的运动是没有一定方 向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运 动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导 电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、 Al
金属键
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。
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子
2014年7月29日星期二
错位
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+
金属离子
金属原子
9
金属键
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属离子 自由电子在外加 和自由电 电场的作用下发 子 生定向移动
2014年7月29日星期二
【人教版】化学选修三金属晶体标准课件-PPT
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。
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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. ;
.
如： Li﹥Na﹥ K ﹥Rb ﹥Cs K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al
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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。
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。
【人教版】化学选修三金属晶体标准课件-PPT优秀课件（实用教材）
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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。
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
人教版高中化学选修三3.3 金属晶体(第2课时)实用课件品质课件PPT
2020/12/11
1
金属晶体的原子堆积模型
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
紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可 能的相互接近，使它们占有最小的空间
空间利用率：
晶体的空间被微粒占满的体积百分数
8
①配位数：
5 8 1 4
上下层各4
6 7 2 3
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17
金属晶体的原子堆积模型
③体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
+
1
=
2
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金属晶体的原子堆积模型
活动与探究3 三维空间里密置层金属原子的堆积方式
将密置层的小球在一个平面上黏合在一起，再 一层一层地堆积起来（至少堆4层），使相邻 层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？
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。
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金属晶体的原子堆积模型
（1）ABAB…堆积方式
第三层小球对准第一层的小球。
每两层形成一个周期地紧密堆积。 前视图
2
1
3
6
4
5
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A B
A B A
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金属晶体的原子堆积模型
（2）ABCABC…堆积方式
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金属晶体的原子堆积模型
平面上金属原子紧密排列的两种方式
2
1
3
4
配位数为4 非密置层放置
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2019-2020学年高中化学人教版选修3作业与测评：3.3 金属晶体 Word版含解析.doc
第三节金属晶体对应学生用书P41一、选择题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．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关答案 B解析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，故金属键无饱和性和方向性；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间、自由电子之间的静电排斥作用；金属键中的电子为整块金属共用；金属的性质及固体形成都与金属键强弱有关。
2．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．良好的导热性答案 B解析A、C、D三项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，B项金属易失电子是由原子的结构决定的，与晶体无关。
3．金属晶体堆积密度大，原子配位数大，能充分利用空间的原因是() A．金属原子价电子数少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答案 D解析金属键无方向性和饱和性，使原子采取最大的密堆积方式进行。
4．下列叙述错误的是()A．组成金属的微粒是原子B．金属晶体内部都有自由电子C．金属晶体内自由电子分布均匀，不专属于某个特定的金属阳离子D．同一类晶体间，熔点差距最大的是金属晶体答案 A解析金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属阳离子。
5．下列叙述不正确的是()A．金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理D．金属铜和镁均以ABAB……方式堆积答案 D解析晶体一般尽量采取紧密堆积方式，但金属键没有饱和性和方向性，原子晶体共价键有饱和性和方向性，所以不遵循紧密堆积方式；Mg以ABAB……方式堆积，但Cu以ABCABC……方式堆积。
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。
人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共23张PPT)
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
3.3金属晶体 堆积模型
密置层堆积方式二：
ABC型面心立方最密堆积
------铜型
Cu 、Ag 、Au采用这种堆积方式
配位数？ 晶胞？ 空间利用率？
每个晶胞含原子数?
归纳：金属晶体的四种堆积模型对比
空间利 用率
堆积模型 简单立方 钾型( bcp ) 镁型(hcp) 铜型(ccp)
典型代表
配位数
晶胞
2、金属原子在三维空间堆积模型
(1)非密置层在三维空间堆积 堆积方式一：
堆积方式一： 简单立方堆积 ------钋型 只有金属钋（Po）采取这种堆积方式
配位数？ 晶胞？ 空间利用率？
每个晶胞含原子数?
晶胞的抽取
简单立方晶胞的空间利用率计算：
边长为a
a=2r
V晶胞=a3
V球=4πr3/3 4πr3/3 空间利用率= a3 ≈52% ×100%
2
3
A
B
A
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。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
B A
c
120o
一个六方晶胞
a
a
A
， B
一个六方晶胞
（AB型六方最密堆积）
B A
B A B
B
A 晶胞的抽取
B
A
密置层堆积方式一：
AB型六方最密堆积 ------镁型
Mg 、Zn 、Ti采用这种堆积方式
配位数？ 晶胞？ 空间利用率？
每个晶胞含原子数?
堆积方式二：
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 1 6 5 4
2
3
的 2，4，6 位，不同于
AB 两层的位置，这是 C 层。
人教化学选修3第三章四种晶体类型的判断及熔沸点的比较(共15张PPT)
共价键 金属键 离子键
SiO2 、金 熔沸点很高，
刚石
难溶
Na、Fe
固体 导电
NaCl、 CsCl
固体不导电， 融熔导电
自学自测
先独立完成自测试题 时间：10min
组内讨论
小组探究合作学习 组长认真组织讨论
时间：5min
风采展示
展示规范三步曲： 1.我代表第X小组发言，……，请质疑。 2.质疑人举手，发言人指定质疑人。 3.质疑人发言。 谨记：声音洪亮，板演规范，动作紧凑。
四种晶体类型的判断及其四种晶体类型的判断及其四种晶体类型的判断及其四种晶体类型的判断及其熔沸点的比较熔沸点的比较熔沸点的比较熔沸点的比较学习目标学习目标构成微粒微粒间作用力常见实例物理特性分子晶体原子晶体sio刚石金属晶体nafe离子晶体naclcscl分子原子金属阳离子与自由电子阴阳离子分子间作用力共价键离子键金属键熔沸点低熔沸点很高固体导电固体不导先独立完成自测试题时间
用力越强，物质的熔沸点越高；
具有分子间氢键的分子晶体熔沸点反常高；
总结规律：越组大成，和其结熔构沸相点似越的高物。质（相对分子质量相近），分子极性；
（2）SiC < 金刚石
SiC < Si3N4
总结规律： 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高 ；
（3）Na < Mg < Al Li > Na > K
4.下面的排序错误的是（ ） A． 晶体熔点由高到低：MgO＞H2O＞NH3 B． 熔点由高到低：金刚石＞铝合金＞铝＞钠
C． 硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
D． 沸点由高到低：HF>HI>HCl
5、在（NH4)2SO4、SiO2、CO2、HF、Na、Hg中，由极性键形
2021年高中化学 3.3金属晶体同步练习(含解析)新人教版选修3
2021年高中化学 3.3金属晶体同步练习（含解析）新人教版选修31.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解析: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。
答案:C2.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解析:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块金属的“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,故金属键无饱和性和方向性;金属键中的电子属于整块金属共用;金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用,既存在金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用,也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用;金属的物理性质及固体形成都与金属键的强弱有关。
答案:B3.下列物质的熔沸点依次升高的是( )A.Na、Mg、AlB.Na、Rb、CsC.Mg、Na、KD.铝、硅铝合金、单晶硅解析:金属键的强弱与原子半径及价电子数有关,原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,A、B、C中只有A组熔点依次升高;合金的熔点应比单组分都低,D错。
故选A。
答案:A4.不能用金属键理论解释的是( )A.导电性B.导热性C.延展性D.锈蚀性解析:金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用,它决定了金属晶体的一些性质,可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物理性质,但不能解释其化学性质,例如锈蚀性。
答案:D5.下列对各组物质性质的比较中,正确的是( )A.熔点:Li<Na<KB.导电性:Ag>Cu>Al>FeC.密度:Na>Mg>AlD.空间利用率:体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积解析:同主族的金属单质,原子序数越大,熔点越低,这是因为它们的价电子数相同,随着原子半径的增大,金属键逐渐减弱,所以A选项不对;Na、Mg、Al是同周期的金属单质,密度逐渐增大,故C项错误;不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是:简单立方堆积52%,体心立方堆积68%,六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%,因此D项错误;常用的金属导体中,导电性最好的是银,其次是铜,再次是铝、铁,所以B选项正确。
化学3.3金属晶体课件(人教版选修3)
(3)延展性 大多数金属具有较好的延展性，与金属离子和自由 电子之间的较强作用有关。当金属受到外力时，晶 体中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属离子 与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力 后，相互作用没有被破坏，金属虽然发生了形变但
不会导致断裂。
(4)颜色 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。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，
(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。
思考感悟 3．金属晶体采用密堆积的原因是什么？ 【提示】 由于金属键没有饱和性和方向性，金属 原子能从各个方向互相靠近，从而导致金属晶体最 常见的结构形式是堆积密度大，原子配位数高，能
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。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_，角另一个原子在立方体的 ___高_____中____心_____，，其碱空金间属的属利于用这率种比堆简积单方立式方。堆积
把所有____金__属__原__子____维系在一起。 (2)成键微粒是__金__属__阳__离__子___和____自__由__电__子___。
思考感悟 1．试分析比较金属键和共价键、离子键的异同点
。 【提示】 相同点：三种化学键都是微粒间的电
性作用。 不同点：共价键是相邻两原子间的共用电子对； 离子键是原子得失电子形成阴、阳离子，阴、阳 离子间产生静电作用；金属键是金属离子与自由 电子的静电引力、金属离子之间的电性斥力的综
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
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_______________；
2020届人教版高二化学选修3教学案：第三章 第三节 金属晶体含答案
1.了解金属键的含义。
2.能用金属键理论解释金属的物理性质。
3.了解金属晶体的原子堆积模型。
4.了解金属晶体性质的一般特点。
细读教材记主干1．金属一般具有金属光泽，良好的导电、导热性、以及优良的延展性。
2．金属键是指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。
3．金属晶体中，原子之间以金属键相结合，金属键的强弱决定金属晶体的熔点和硬度。
4．金属原子在二维空间里有两种放置方式：密置层和非密置层。
5．金属原子在三维空间里有四种堆积方式：简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积。
[新知探究]1．概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。
2．成键粒子：金属阳离子和自由电子。
3．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，从而把所有金属原子维系在一起。
4．金属键的强弱和对金属性质的影响(1)金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
(2)金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。
[名师点拨]金属键与离子键、共价键的比较[对点演练]1．下列有关金属键的叙述中，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．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关解析：选 B 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，故金属键无饱和性和方向性；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属键中的电子属于整块金属；金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。
2．(2016·六安高二检测)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，由此判断下列说法正确的是( ) A．金属镁的熔点高于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C．金属镁的硬度小于金属钙D．金属镁的硬度大于金属钠解析：选D 因为镁离子所带2个正电荷，而铝离子带3个正电荷，所以镁的金属键比铝弱，所以镁的熔点低于金属铝，故A错误；碱金属都属于金属晶体，从Li到Cs金属阳离子半径增大，对外层电子束缚能力减弱，金属键减弱，所以熔沸点降低，故B错误；因为镁离子的半径比钙离子小，所以镁的金属键比钙强，则镁的硬度大于金属钙，故C错误；因为镁离子所带2个正电荷，而钠离子带1个正电荷，所以镁的金属键比钠强，则镁的硬度大于金属钠，故D正确。
人教版高中化学选修3《3.3金属晶体》课件(ppt) -ppt课件
碳原子间存在共价键和金属键，层与层 之间存在范德华力
石墨属于哪类晶体？
石墨为混合键型晶体
资
金属之最
料
熔点最低的金属是-------- 汞
熔点最高的金属是-------- 钨
密度最小的金属是-------- 锂
密度最大的金属是-------- 锇
硬度最小的金属是-------- 铯
（2）成键微粒：金属阳离子和自由电子。存在于金属
单质和合金中。 （3）特征：自由电子可以在整块金属中自由移动，因此 金属键没有方向性和饱和性。
（4）金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键 越强。
常温下，绝大多数金属单质 和合金都是金属晶体，但汞 除外，因汞在常温下呈液态。 金属晶体的熔沸点差别较大。
镁型
铜型
镁型
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层每一
个球，于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆 积方式。
下图是镁型紧密堆积的前视图
A
12
6
3
B
54
A
B A
120°
配位数： 12 空间占有率： 74% 每个晶胞含原子数：2
铜型
12
6
3
54
12
6
3
2.金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体
熔化时破坏的作用力：金属键
金属阳离子半径越小， 所带电荷数越多，金 属键越强，熔沸点越 高，硬度越大。
“有阳离子而无阴离子” 是金属独有的特性。
（1）.组成粒子：金属阳离子和自由电子
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判断题
× 1.含（非）极性键的分子就是（非）极性分子
2.含离子键的是离子化合物，含共价键的是共价
× 化合物 × 3. 离子化合物中一定有金属阳离子
× 4. 只有离子化合物中有金属阳离子 × 5. 晶体中有金属阳离子必有阴离子
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
++ + +++ + + ++ +
+++ ++ + + + ++
错位
+++ + ++ + + ++ ++++ +++ + +++ +
自由电子 + 金属离子
金属原子
小结
金属晶体的结构与性质的关系 导电性 导热性 延展性
金属离 自由电子在 子和自 外加电场的 由电子 作用下发生
定向移动
自由电子 与金属离 子碰撞传 递热量
最活泼的金属是-- 铯
最稳定的金属是-- 金
练一练
B 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
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？
同周期金属，从左向右，熔沸点 升高 同主族金属，从上到下，熔沸点 降低
熔点最低的金属是-- 汞 [-38.87℃]
熔点最高的熔金点属变是化-- 较钨大[3410℃]
金属性越强，金属键越弱，熔沸点越低
Na﹤ Mg﹤ Al
Li﹥Na﹥ K ﹥ Rb ﹥ Cs
资料
金属之最
熔点最低的金属是-- 汞 [-38.87℃]
• 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（△）。
体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
+
1=
2
b2=a2+a2
c2=a2+b2=3a2
c
c= 3 a=4r
b
a=4r/ 3
r
a
B 密置层金属晶体的原子在三维空间堆积模型
（1） ABAB… 堆积方式
（2） ABCABC…
堆积方式
六方最密堆积 面心立方最密堆积
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
一、金属键
2. 金属键
（1）组成粒子：金属阳离子和自由电子来自（2）金属键 →化学键
①定义：金属阳离子和自由电子之间强烈的 相互作用（ 电子气理论）
②存在：金属单质和合金
③特征：无方向性和饱和性
（3）金属晶体：
通过金属键作用形成的单质晶体
（4）金属键强弱判断:
阳离子所带电荷越多、自由电子越多、
半径越小，金属键越强，熔沸点越高、 硬度越大。
晶
胞
简单立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
=
1
6 ①配位数 同层4，上下层各1
2
1
3
4
6
2
1
3
4
5
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
a
a
a
简单立方堆积的空间占有率 =
a=2r
2.体心立方堆积 （钾型
N）a 、K、 Fe
体 心 立 方 晶 胞
8 ①配位数： 上下层各4
56
87 12 43
【讨论1】 金属为什么易导电？
自由电子 外加电场下 定向运动
导电性最强的三中金属是： Ag、Cu、Al
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？
3
4
配位数为 4
非密置层
23
1
4
65
配位数为 6
密置层
A非密置层金属晶体的原子在三维空间堆积模型
（1） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
（2） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球形成的空穴
空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体 积百分数，用它来表示紧密堆积的程度
1.简单立方堆积
Po
简
单
立
方
二、金属晶体的原子堆积模型
金属原子具有一定的有效半径,因而可以 看成是具有一定大小的球体.在金属晶体 中,金属键没有方向性和饱和性,因而,金 属原子之间或者粒子之间的相互结合,在 形式上可以看作是球体间的相互堆积.
配位数：在晶体中与每个微粒 紧密相邻的微粒个数
平面上金属原子紧密排列的两种方式
2
1
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。
（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？
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，但不会改变原来的排列 方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类 似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原 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。因此，金属都有良好的延展性。
金(Au)—黄—色，铜(Cu)—红—色， 铋(Bi)微——红色，铅(Pb)—蓝—白色。
归纳：金属还有哪些共同的物理性质?
一、金属键
1. 金属共同的物理性质
导电、 导热、 延展性、 金属光泽等
金属阳 离子
自由 电子
通常情况下，金属原子价电子形成金属离子与自由电子 金属单质中的微粒通过什么方式结合在一起的呢？
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：
1 5000
mm]
展性最好的金属是-- 金 [金箔厚：100100 mm]
3.3《金属晶体》
金属元素在周期表中的位置及原子结构特征
Hg
Au
金属样品
Pt
Ag Cu
已学过的金属知识
金属的分类
重金属：铜、铅、锌等
按密度
轻金属：铝、镁等
4.5g/cm3
黑色金属：铁、铬、锰
冶金工业
有色金属：除铁、铬、锰以外的金属
常见金属：铁、铝等
储量
稀有金属：锆、钒、钼
金属的特点：
①常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外； ②大多数金属呈银白色，有金属光泽，但
晶体中各 原子层相 对滑动仍 保持相互 作用
17
（4）金属晶体结构具有金属光泽和颜色
①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 金属具有银白色或钢灰色光泽。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。
②当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向 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。