1、 第三节 金属晶体 教学目标: 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.能列举金属晶体的基本堆积模型。 教学重点、难点：能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 教学过程： 一、金属键 阅读理解：课文P73页 1、金属键概念：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，从而把所有的金属原子维系在一起。这种金属阳离子和自由电子较强的 作用称为金属键。脱落下来的价电子又称_。金属键的强弱影响金属的 _等物理性质。 2、本质：电子气理论金属阳离子和自由电子间的较强作用（静电作用） 3、成键微粒：_ 4、金属键的特征：_（填有或无）饱和性和方向性 5、金属
2、晶体：金属原子通过金属键作用形成的单质晶体 6、金属晶体结构紧密堆积（“巨分子”） 紧密堆积是指金属晶体以圆球状的金属原子一个挨着一个地堆积在一起，这些 圆球状原子在空间的排列形式是使一定体积的晶体内含有最多数目的原子。 7、金属的性质：导电性、导热性、有延展性、有金属光泽等，包括熔沸点高低和硬度 均与金属键有关。产生这些特性的根本原因是金属晶体中有自由电子。 讨论：比较电解质、金属导电的区别： 小结：金属晶体的物理性质及其解释 物理性质 解 释 不透明性 金属晶体是层状结构，属于原子的密堆积 有金属光泽 金属可以吸收波长范围极广的光并重新反射出 有良好的导电性 在外加电压的作用下自由电子可以
3、定向运动 有良好的导热性 自由电子间及其与金属离子之间的碰撞可以传递能量 有良好的延展性 金属受外力作用时，密积层之间发生相对滑动而金属键不被破坏 8、金属晶体熔点变化规律 （1）金属晶体熔点变化较大，与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间 的金属键的强弱有密切关系 （2）一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：金属阳离子半径越小，所带电荷 越多，自由电子越多，金属键越_，熔点就相应越_，硬度也越_。 如： K Na Mg Al Li Na K Rb Cs 同主族元素，从上到下随着核电荷数的增大，金属原子半径_，金属键_ 同周期元素，从左到右随着核电荷数的增大，金属原子半径_，金属
4、键_ 二、金属晶体的原子堆积模型 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可 有两种方式： 非密置层 密置层 配位数为4 配位数为6 金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金属原子堆积有如下4种基本模式。 1、简单立方堆积： 晶胞：一个_，_个原子，如金属_。 2、钾型 非密置层的另一种堆积方式是将上层金属原子填人下层的金属原子形成的凹穴中，每 层均照此堆积，如图324所示。 与简单立方堆积相比空间利用率_更高 晶胞：体心立方，_个原子。如_。 3、六方最密堆积（镁型）和面心立方最密堆积（铜型） 密置层的原子按上述钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式
5、六方最密堆积 （镁型）和面心立方最密堆积（铜型）。分别用代表性金属命名为镁型和铜型。 金属晶体的两种堆积方式： 镁型：按_方式堆积；铜型：_方式堆积； 这两种堆积方式都是金属晶体的_堆积， 配位数均为_，空间利用率均为_。 六方最密堆积 六方最密堆积晶胞 面心立方晶胞 小结金属晶体的四种模型对比： 堆 积 模 型 采 纳 这 种 堆 积 的典 型 代 表 空 间 利用 率 配 位 数 晶 胞 简 单 立 方 非 密 置 层 堆 积 体 心 立 方 六方最 密堆积 密置层堆积 面心立方 最密堆积 【当堂检测】 1.在单质的晶体中一定不存在的微粒是（ ） A.原子 B.分子 C.阴离子 D.阳离子
6、 2.金属晶体的下列性质，不能用金属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 3.下列金属的晶体结构类型都属于面心立方最密堆积的是（ ） A. Li、Na、Mg、Ca B. Li、Na、K、Rb C. Ag、Cu、Au D. Be、Mg、Ca、Zn 4.下列叙述不正确的是（ ） A.金属单质在固态或液态时均能导电 B.晶体中存在离子的一定是离子晶体 C.金属晶体中的自由电子属于整个金属共有 D.钠比钾的熔点高，是因为金属钠晶体中的金属键比金属钾晶体中金属键强 5.下列关于金属晶体导电的叙述中，正确的是（ ） A.金属晶体内的自由电子在外加电场条件下可以发生移
7、动 B.在外加电场的作用下，金属晶体内的金属阳离子相对滑动 C.在外加电场作用下，自由电子在金属晶体内发生定向运动 D.温度越高，金属导电性越强 6. 下列金属的密堆积方式，对应晶胞都正确的是（ ） A. Na、A 1、体心立方 B. Mg、A 2、六方 C. Ca、A 3、面心立方 D. Au、A 1、面心立方 7、下列物质中，不属于合金的是（ ） A.黄铜 B.生铁 C.不锈钢 D.水银 【课后提升】 1下列有关金属晶体的说法中不正确的是 ( ) A金属晶体是一种“巨型分子 ” B “电子气”为所有原子所共有 C简单立方堆积的空间利用率最低 D体心立方堆积的空间利用率最高 2.某固体仅由一
8、种元素组成，密度为 5.0g/cm3，用射线研究该固体的结构时得知：在 边长为 10-7cm 的正方体中含有 20 个原子，则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的 （ ） A.32 B.120 C.150 D.180 3下列叙述正确的是 ( ) A任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子间的相互作用 C价电子越多的金属原子的金属性越强 D含有金属元素的离子不一定是阳离子 4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
9、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能，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 D金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属 键 5金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是 ( ) A钋 Po简单立方堆积 52%6 B钠 Na钾型74% 12 C锌 Zn镁型68%8 D银 Ag铜型74% 12 6下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ( ) O 2、I 2、Hg CO、KCl、SiO 2 Na 、K、Rb Na、Mg、Al A B C D 7
10、只有阳离子而没有阴离子的晶体是 ( ) A金属晶体 B原子晶体 C离子晶体 D分子晶体 8在 a mol 金刚石中含 CC 键数为( ) A4a6.0210 23 Ba6.0210 23 C2a6.0210 23 D8a6.0210 23 9.关于体心立方堆积晶体(右图 )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 10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 阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其 中正确的是( ) AMgAlCa BAl
11、NaLi CAlMgCa DMgBaAl 11(11 分) 在核电荷数 118 的元素中，其单质属于金属晶体的有 _； 金属中，密度最小的是_，地壳中含量最多的金属元素是_，熔点最低的是 _，既能与酸反应又能碱反应的是_，单质的还原性最强的是_。 12(12 分)(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在图 1 所示的半径相等的圆球的排列中，A 属于_层，配位数是_；B 属于 _层，配位数是_。 (2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图 2 所示的一种金属晶体的晶胞， 它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是_，平均每个晶胞所 占有的原子数目是_
12、。 (3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图 2 所示的堆积方式，钋位于元素周期 表的第_周期_族，元素符号是_，最外电子层的电子排布式是 _。 13(12 分) 结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题： (1)已知下列金属晶体：Na 、Po 、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为： 简单立方堆积的是_； 体心立方堆积的是 _； 六方最密堆积的是_； 面心立方最密堆积的是 _。 (2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是_ 。 A由分子间作用力形成，熔点很低 B由共价键结合形成网状晶体，熔点 很高 C固体有良好的导电性、传热性和延展性 (3)下列关于金属晶体的叙述正确的是_。
13、A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B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 C钙的熔、沸点高于钾 D温度越高，金属的导电性越好 11解析： 金属元素在元素周期表中的位置，一般可根据周期、族和主族序数来推 断。凡是周期序数(原子的电子层数 )大于主族序数(原子的最外层电子数)的元素，均为金属 元素；若两序数相等的元素一般为既能与酸反应又能与碱反应的金属元素(H 例外) ，但其 单质仍为金属晶体，如 Be、Al；周期序数小于主族序数的元素一般为非金属元素。 答案： Li、Be、Na 、Mg、Al Li Al Na Be、Al Na 12 答案： (1)非密置层
14、4 密置 6 (2)6 1 (3) 六 A Po 6s 26p4 13 解析： (1)简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属 Po 采取这种方式。体心立方 堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简 单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按 ABAB方式堆积，面心 立方最密堆积按 ABCABC方式堆积，六方最密堆积常见金属为 Mg、Zn 、Ti ，面心立 方最密堆积常见金属为 Cu、 Ag、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)Po Na 、K、Fe Mg、Zn Cu、Au (2)C (3)BC
