逍遥学能 2013-02-20 09:07
3.3 金属晶体 第1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．g＞Al＞Ca B．Al＞Na＞Li
C．Al＞g＞Ca D．g＞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
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：ρ＝VNAx，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。