复习题教案设计（一等奖）

凌海一高

高二化学学案

金属晶体

金

属

晶

体（第一课时）

【教学目标

】

1、了解金属的性质和形成原因

2、掌握金属键的本质——“电子气理论”

3、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质

4、掌握金属晶体的四种原子堆积模型

【教学重点】金属具有共同物理性质的解释。金属晶体内原子的空间排列方式。金属晶体内原子的空间排列方式。

【教学难点】金属键和电子气理论。金属晶体内原子的空间排列方式

一、金属晶体

1、定义：

2、最小微粒：

3、微粒间的作用关系: 4、熔化和沸腾时破坏的作用关系：

二、金属键

1、金属键的成键微粒：

2、金属键的特征：

3、金属键的本质：——“电子气理论”(自由电子理论)

思考：从图片上金属的应用来分析，金属有那些物理性质？

三、金属晶体的共性

金属为什么具有这些共同性质呢? 对金属导电性的解释

比较离子晶体、金属晶体导电的区别：

晶体类型

导电时的状态

导电粒子

2.对金属导热性的解释

3.对金属延展性的解释

4.对金属光泽和颜色的解释

离子晶体

金属晶体

【总结】金属晶体的结构与性质的关系

金属离子和自由电子

导电性

导热性

延展性

四、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

，金属键越

。

2、决定金属晶体熔沸点高低及硬度大小

金属键的强弱

——金属键越强，熔沸点越

，硬度越

。

硬度：

Na

Mg

Al

熔点：

Na

Mg

Al

沸点：

Na

Mg

Al 晶体类型

概念

作用力

构成微粒

熔沸点

硬度

导电性

实例

原子晶体

分子晶体

金属晶体

调研一

金属键

例题

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

凌海一高

高二化学学案

金属晶体

物质结构理论推出，金属晶体中金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且根据研究表明，一般说来，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．镁的熔沸点低于钙

C．镁的硬度大于钾

D．钙的熔沸点高于钾

调研二

金属晶体的性质

例题

关于金属性质和原因的描述不正确的是(

) A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系

B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电

C．金属具有良好的导热性，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量

据下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是

(

) A．由分子间作用力结合而成，熔点很低

B．固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右

C．由共价键结合成网状晶体，熔点很高

D．固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电

金属晶体（第二课时）

五、金属晶体的原子堆积模型

1.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。

堆积原理：

组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性，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，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。

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：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。

配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子的数目。

2.金属晶体的原子在二维平面的堆积模型

3.金属晶体的原子在三维空间的堆积模型

（1）非密置层在三维空间堆积

a.简单立方堆积：空间利用率低

，

配位数是

个

每个晶胞含原子数:

金属: b.钾型----体心立方堆积：每个晶胞含

个原子，空间利用率也不高:

配位数:

，金属:

（2）密置层在三维空间堆积

a.镁型----六方最密堆积：每个晶胞含

个原子，空间利用率也不高:

配位数:

，金属:

b.铜型----面心立方最密堆积：每个晶胞含

个原子，空间利用率也不高:

配位数:

，金属:

堆积方式及性质小结

堆积方式

晶胞类型

空间利用率

配位数

实例

简单立方堆积

体心立方密堆积

六方最密堆积

面心立方最密堆

积

凌海一高

高二化学学案

金属晶体

六、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轨道相互平行

金属晶体（第三、四课时）

七、晶体的计算

1. 金属原子半径r与正方体边长a的关系：

简单立方

体心立方

且相互重叠，使p电子可在整个碳原子平面中运动。

(2)层与层之间以

相结合。

2．晶体类型

石墨晶体中，既有

，又有

，还有

，属于

。

调研三

金属晶体的晶体结构

例题

关于钾型晶体(如图)的结构的叙述中正确的是(

)

A．是密置层的一种堆积方式

B．晶胞是六棱柱

C．每个晶胞内含2个原子

D．每个晶胞内含6个原子

关于如图不正确的说法(是

)

A．此种最密堆积为面心立方最密堆积

B．该种堆积方式称为A1型的最密堆积

C．该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示

D．金属Mg就属于此种最密堆积方式

面心立方

2.空间利用率计算

例1：计算体心立方晶胞中金属原子的空间利用率。

例2：求面心立方晶胞的空间利用率.

3.晶胞的密度及微粒间距离的计算

例1：某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y(○)位于立方体的中心。试分析：

(1)晶体中每个Y同时吸引______个X。

(2)该晶体的化学式为__________。

(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ

g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。

凌海一高

高二化学学案

金属晶体

例2：金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，

各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有，金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。

(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定________。

例5：前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有－＋1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为________；D的配位数为__________；

－②列式计算该晶体的密度__________g·cm3。

－＋＋(4)A、B和C3三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有______________；该化合物(3)一个晶胞的体积是________。

(4)金晶体的密度是________。

例3：食盐晶体是由钠离子(图中的“●”)和氯离子(图中的“○”)组成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g/cm3，阿伏加德罗常6.02×1023mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于(

) A．3.0×10－8 cm

B．3.5×10－8 cm

C．4.0×10－8 cm

D．5.0×10－8 cm

例:4：ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为______g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为______pm(列式表示)。

中存在一个复杂离子，该离子的化学式为__________，配位体是____________。

练习：课时作业（十四）3、4、6、9、10、13