高中化学 3.3金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案 新人教版选修3

3.3 金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案（人

教版选修3）

[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一些物理性质。3.掌握金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。

一、金属键

1．本质

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。

2．金属晶体

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____________。

3．金属键的强度差别________，例如，金属钠的熔点较低，硬度较小，而钨是熔点最高的金属，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________。

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：________ 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______。

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——混合晶体

1．结构特点——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____________。

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＞Ca B．Al＞Na＞Li

C．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞Al

3.

右图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30 g·cm－3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：

(1)每一个晶胞中分摊到________个钨原子。

(2)计算晶胞的边长a。

(3)计算钨的原子半径r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。

参考答案

基础落实

一、

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

二、

密置层 6 非密置层 4 三维

1．非密置层比较低 1 钋(Po)

2．非密置层体心 2

3．密置层12 74% ABABAB…ABCABC……

三、

1．(1)sp2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．D [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)3.16×10－8 cm (3)1.37×10－8 cm

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。

(2)应用基本关系式：M

ρ＝V

N A

x

，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。