复习题教学实录及点评

专题3微粒间作用力与物理性质

第一单元

金属键

金属晶体

[学习目标] 1．了解金属晶体模型和金属键的本质

2．认识金属键与金属物理性质的辨证关系

3．能正确分析金属键的强弱

4．结合问题讨论并深化金属的物理性质的共性

5．认识合金及其广泛应用

[课时安排]

3课时

第

二

课

时

[学习内容] 认识金属晶体基本结构

【引入】展示：雪花、石英、食盐、铝的晶体结构图，

大多数的金属及其合金也是晶体，具有规则的几何外形。

【阅读】课本P30 化学史话：人类对晶体结构的认识。

【板书】一、晶体与非晶体

晶体:具有规则几何外形的固体

非晶体:没有规则几何外形的固体

二、晶体的特性

1、有规则的几何外形

2、有固定的熔沸点

3、各向异性(强度、导热性、光学性质等）

三、

晶体的分类(依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用) 分为：金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体、混合晶体。

【板书】§3-1-2 金属晶体

一、金属晶体的密堆积结构

【展示】

钠晶体的堆积方式，讲解晶胞的概念。

【板书】1、晶胞：金属晶体中能够反映晶体结构特征的基本重复单位

【讲解】晶体的结构是晶胞在空间连续重复延伸而形成的。晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。

【展示】金属晶体的原子平面堆积模型

（a）非密置层

（b）密置层

【设问】哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？

【投影并讲解】金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的. 下面的刚性球模型来讨论堆积方式.

在一个层中，最紧密的堆积方式是，一个球与周围

6 个球相切，在中心的周围形成

6 个

凹位，将其算为第一层.

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

(若对准2, 4, 6 位, 其情形是一样的).

关键是第三层, 对第一、二层来说, 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, 于是每两层形成一个周期，即

ABAB 堆积方式，形成六方紧密堆积, 配位数

12 (同层

6, 上下各

3). 此种六方紧密堆积的前视图:

另一种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. 第四层再排

A, 于是形成

ABCABC 三层一个周期. 得到面心立方堆积, 配位数

12.

这两种堆积都是最紧密堆积, 空间利用率为

74.05%.

还有一种空间利用率稍低的堆积方式, 立方体心堆积: 立方体

8 个顶点上的球互不相切, 但均与体心位置上的球相切. 配位数

8, 空间利用率为

68.02% 【板书】2.金属晶体的常见的三种堆积方式：

(1)六方堆积.

如镁、锌、钛等

(2) )面心立方堆积。如金、银、铜、铝等

(3)体心立方堆积。如钠、钾、铬、钨

（4）简单立方堆积。如钋等

二、金属晶体中晶胞粒子数的计算

【引导】学生观察右图立方体晶胞，并思考晶胞

中原子的计算方法：讨论后，请学生回答。

【板书】1、立方体晶胞中原子的计算方法

（1）顶端原子一般只计算

1/8

棱边原子一般只计算

1/4

面上原子一般只计算

1/2

内部原子一般计算成

1

（2）晶胞内含的原子数=a*1/8+b*1/4+c*1/2+d

a位于顶点的原子或离子数；

b为位于棱边的原子或离子数；

c为位于面上的原子或离子数；

d为位于晶胞内的原子或离子数

【思考】

右图是钠晶体的晶胞结构，

则晶胞中的原子数是

钠晶体的晶胞

2、若如右图六棱柱状晶胞，顶端原子一般只计算

1/6

棱边原子一般只计算

1/3

面上原子一般只计算

1/2

内部原子一般计算成

1

若此晶胞所有原子相同，则此晶胞中含

6

个原子。

能力训练：1、

在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：（1）配位数为8的

堆积，（2）配位数为

的立方面心堆积，（3）配位数为

的

堆积。其中

和

空间相等，

以ABAB方式堆积，

以ABCABC方式堆积，就的堆积层来看，二者的区别是在第

层。

2、1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，1183 K以上转变为图2所示结构的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

（1）在1183 K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为______个；在1183 K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________；

图1 图2 （2）纯铁晶体在晶型转变前后，二者基本结构单元的边长之比为（1183 K以下与1183K以上之比）___________。

（3）转变温度前后两者的密度比（1183 K以下与1183 K以上之比）______。

【过渡】我们学习了金属晶体中金属原子的紧密堆积的方式，知道尽管原子尽可能多地紧密堆积，但原子与原子之间还存在着一定的空隙，于是人们就想能否在金属中加入其他的金属或非金属，以填入原金属的空隙中。

简单立方堆积

非密置层

三种立方堆积

【课堂小结】

体心立方堆积

1、金属晶体中原子的堆积方式

面心立方堆积

密置层

三种最常见堆积方式

六方密堆积

2、晶体中晶胞粒子数的计算

（1）立方堆积

体心：1

面心:1/2

顶点:1/8

棱边:1/4