第一单元
金属键 金属晶体 [课标要求]
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。
金属键与金属特性
1．金属键
1.金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，叫做金属键。
2．金属晶体有简单立方、体心立方、六方和面心立方四种堆积模型。 3．立方晶胞中微粒个数的计算。
(1)处于顶点的粒子，每个粒子有1
8属于该晶胞。
(2)处于棱上的粒子，每个粒子有1
4属于该晶胞。
(3)处于面上的粒子，每个粒子有1
2
属于该晶胞。
(4)处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
1．金属导电和电解质溶液导电有什么本质区别？
提示：金属导电是自由电子的定向移动，是物理变化；电解质溶液导电实际是电解过程，为化学变化。
2．金属键的成键特点是什么？
提示：整块金属中的金属离子与其中的所有自由电子存在相互作用，即自由电子不属于一个或几个金属离子。
3．金属键对金属的物理性质有什么影响？
提示：金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。
金属键对金属性质的影响
金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，即与金属离子和自由电子之间的作用大小有关。
(1)同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。
(2)同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。
(3)1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量，叫做金属的原子化热。金属的原子化热数值越大，金属键越强。
1．与金属的导电性和导热性有关的是()
A．原子半径大小B．最外层电子数
C．金属的活泼性D．自由电子
解析：选D金属的导电性是由于自由电子在外加电场中的定向移动造成的。金属的导热性是因为自由电子热运动的加剧会不断和金属离子碰撞而交换能量，使热能在金属中迅速传递。
2．物质结构理论指出：金属晶体中金属离子与“自由电子”之间存在的强的相互作用，叫金属键。金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，一般说来金属离子半径越小，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．镁的熔点高于钙
C．镁的硬度大于钾D．钙的熔点高于钾
解析：选A根据题目所给条件：镁和铝的电子层数相同，价电子数Al>Mg，离子半
径Al3＋
金属晶体
1．晶体与晶胞
(1)晶体：具有规则的几何外形的固体，晶体外形规则是其内部结构规则的外部表现，构成晶体的微粒的排列是规则的。
(2)晶胞：能够反映晶体结构特征的基本重复单位，它在空间是连续重复延伸的。
2．金属晶体中原子的堆积方式
(1)金属晶体中原子平面堆积模型
金属晶体中原子是以紧密堆积的形式存在的。
(2)三维空间堆积模型
金属原子在三维空间按一定的规律堆积，有4种基本堆积方式。
3.
(1)概念：由金属与金属或金属与非金属混合形成具有金属性质的物质称为合金。如钠钾合金、铜锌合金等。
(2)合金的性质
①合金的熔、沸点一般比组成它的各成分金属的熔、沸点低。 ②形成合金后硬度、强度增大(一般情况下)。 [特别提醒]
(1)由于金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向相互靠近，彼此相切，尽量紧密堆积成晶体，密堆积能充分利用空间，使晶体能量降低，所以金属晶体绝大多数采用密堆积方式。
(2)配位数是指晶体中一种微粒周围和它紧邻的其他微粒的数目。
1．常见的晶胞有几种类型？
提示：长方体(正方体)晶胞和非长方体(非正方体)晶胞。 2．计算晶胞中微粒数目为什么采用均摊法？
提示：晶体中的晶胞无隙并置，位于晶胞顶点上、棱上、面上的微粒，不完全归该晶胞所有，只占其中的1/n ，故采用均摊法。
1．晶胞中微粒的计算方法——均摊法
均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n 个图形(晶胞)所共有，则该微粒就有1
n 个微粒属于该图形(晶胞)。
(1)长方体(正方体)晶胞中微粒数的计算。
(2)非长方体(非正方体)晶胞中微粒对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为13
。
2．晶胞密度的有关计算 假设某晶体的晶胞如下：
第一节晶体的常识 教学目标： 1、了解晶体的有关常识，知道什么是晶体，什么是晶胞。 2、从微观角度认识晶体的排列方式，会简单计算晶胞的化学式。 3、了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探索是无止境的”观点，认识在分子等层次研究物质的意义。 教学重点：晶体、晶胞概念。 教学难点：计算晶胞的化学式。 教学过程： [导课]走进化学实验室，你能见到许多固体，如蜡状的白磷(P4)、黄色的硫黄、紫黑色的碘(I2)和高锰酸钾(KMnO4)、蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H20)、白色的碳酸钙等。放眼世界，自然界中绝大多数矿物也都是固体。你一定还能说出生活中常见的更多的固体，如金属、玻璃、陶瓷、砖瓦、水泥、塑料、橡胶、木材…… 你是否知道固体有晶体和非晶体之分?绝大多数常见的固体是晶体，只有如玻璃之类的物质属于非晶体(又称玻璃体)。晶体与非晶体有什么本质的差异呢?今天我们开始学习…。 [板书]第三章晶体结构与性质 第一节晶体的常识 [投影]常见的晶体（或展示实物）： [思考]晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系？ [ 自范性微观结构 晶体有（能自发呈现多面体外型）原子在三维空间里呈周期 性的有序排列 非晶体没有（不能自发呈现多面体外型）原子排列相对无序[ 发生的过程。不过，“自发”过程的实现，仍需要一定的条件。例如，水能白发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水就不能下泻。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。 [板书]1、晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面体外形的性质。 [投影] [讲述]最有趣的例子是天然的水晶球。水晶球是岩浆里熔融态的Si02侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，常见它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶。其实，玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体，不同的是，玛瑙是熔融态Si02快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的。 [讨论]除以上水晶和玛瑙是熔融态冷却得到的，根据所学知识还有那些方法得到晶体？ [汇报并板书] 2、得到晶体一般有三条途径：(1)熔融态物质凝固；(2)气态物质冷却不经液态直接凝
晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？
二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物
第二章第1节共价键 (第1课时) 【使用说明与学法指导】 1.请同学门认真阅读教材,划出重要知识,规范完成学案预习自学内容并熟记基础知识,用红笔做好疑难标 记. 2.规范完成学案巩固练习,改正完善并落实好学案所有内容. 3.把学案中自己的疑难问题和易忘易出错的知识点以及解题方法规律,及时整理在典型题本上,多复习记 忆. 【学习目标】 1. 复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2. 知道共价键的主要类型δ键和π键。 3. 说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 【重点、难点分析】 学习重点：1.共价键的类型及其区别.2. 共价键的特征.。 学习难点：1.共价键的类型及其区别.2. 共价键的特征.。 【知识链接】 复习必修2中所学的化学键的知识。 【自主学习】先阅读课本，理解填写下列概念 1. 共价键是常见化学键之一，它是指,其本质是。 2.共价键的基本特征是⑴具有__________。⑵具有___________。 3.σ键的特征：σ键的电子云具有___________。 4.σ键的分类 ⑴s-sσ键:由两个___________重叠形成，如H－H。 ⑵s-pσ键:由一个_______和一个_______重叠形成，如H－Cl。 ⑶p-pσ键:由___________重叠形成，如Cl－Cl。 5.π键: 由___________重叠形成。 6.π键的特征：π键的电子云具有___________。 7.由原子轨道相互重叠形成的______和______总称为价键轨道，其一般规律是：共价单键是_____；而共价双键中有一个_____，另一个是_______；共价三键由_______和______组成。 【合作探究】 教材P29科学探究 【疑难点拨】 共价键的实质、分类、特征、形成条件
一、共价键（第一课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1、能从电子云重叠的角度更深入地了解共价键的实质。 2、知道共价键的基本类型σ键和π键的形成及其特点。 3、学会判断常见分子共价键中的σ键和π键。 （二）过程与方法 （1）通过类比、归纳、推理、判断，掌握学习抽象概念的方法，培养学生准确描述概念，深刻理解概念，比较辨析概念的能力。 （2）通过动画演示和学生小组探究活动，培养学生的观察能力、动手能力及分析问题的能力。 （三）情感态度与价值观 （1）通过创设探究活动，使学生主动参与学习过程，激发学生学习兴趣，体会成功获得知识的乐趣。 （2）在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本概念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并能预测物质的有关性质，体验科学探究过程的乐趣，进而 形成科学的价值观。 二、教学重难点 教学重点：σ键和π键的特征和性质 教学难点：σ键、π键的特征 三、教学方法 根据本节课的内容特点，在教学上采用多媒体动画演示和模型实例相结合的方式，尽可能将抽象的知识具体化、形象化。指导学生从s、p两种形状的电子云按不同方式进行重叠成键的探究入手，帮助学生了解不同种类的共价键（σ键和π键）的特征和性质。 四、设计思想 本节课的关键在于设法以尽可能形象化、生动化的手段解决相对抽象的问题。只要能在教学中有效突破电子云按不同方式进行重叠而形成共价键这一基本要点，就可以使学生更好理解两种共价键的特征和性质。 五、教学流程图 知识铺垫（能层、能级、电子云和原子轨道）→过渡引入→探索新知（对比用电子式表示共价键的形成过程,引导学生从电子云角度分析共价键→学生自主探究s、p轨道以何种方式重叠程度比较大→利用分类思想归纳总结共价键的两种类型——σ键、π键→对比探究σ键、π键的共性和差异性）→学以致用（探究利用电子云重叠方式判断共价键成键的规律）→习题巩固强化→归纳总结
淮安信息职业技术学院教案首页 一、章节：第二章纯金属与合金的晶体结构 第一节纯金属的晶体结构第二节纯金属的实际晶体结构第三节合金的晶体结构 二、教学目的：使学生了解纯金属与合金的晶体结构，晶胞、晶格、合金的基本概念，了解固溶体与金属化合物。 三、教学方法： 讲授法。 四、教学重点： 晶胞、晶格、合金的基本概念，了解固溶体与金属化合物。 五、教学难点： 晶胞、晶格、合金的基本概念，了解固溶体与金属化合物。 六、使用教具： 挂图。 七、课后作业： P17：1、2、6。 八、课后小结：
第二章纯金属与合金的晶体结构 第一节纯金属的晶体结构 一、晶体结构的基本知识 1．晶体与非晶体 晶体内部的原子按一定几何形状作有规则地重复排列，如金钢石、石墨及固态金属与合金。而非晶体内部的原子无规律地规律地堆积在一起，如沥青、玻璃、松香等。 晶体具有固定的熔点和各向异性的特征，而非晶体没有固定的熔点，且各向同性。 2．晶体管格与晶胞 为便于分析晶体中原子排列规律，可将原子近似地看成一个点，并用假想的线条将各原子中心连接起来，便形成一个空间格子。 晶格——抽象的、用于描述原子在晶体中的规则排列方式的空间几何图形。结点——晶格中直线的交点。 晶胞——晶格是由一些最基本的几何单元周期重复排列而成的，这种最基本的几何单元称为晶胞。
晶胞大小和形状可用晶胞的三条棱长a、b、c（单位，1A=108cm）和棱边夹角来描述，其中a、b、c称为晶格常数。 各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，故呈现出不同的物理、化学及力学性能。 二、常见的晶格类型 1．体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞为一立方体，立方体的八个顶角各排列着一个原子，立方体的中心有一个原子。其晶格常数a=b=c。属于这种晶格类型的金属有α铁、铬、钨、钼、钒等。 2．面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，立方体的八个顶角和六个面的中心各排列一个原子。属于这种晶格类型的金属有γ铁、铝、铜墙铁壁、镍、金、银等。 3．密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，柱体的十二个顶角和上、下中心各排列着一个原子，在上、下面之间还有三个原子。属于这种晶格类型的金属有镁、锌、铍等、α－Ti。 晶格类型不同，原子排列的致密度也不同。体心立方晶格的致
第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第一课时 教学目标设定： 1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。 2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。 3、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。 教学重难点： 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议：探究法 教学过程设计： [新课引入]：前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。 [投影]：1、蜡状白磷； 2、黄色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高锰酸钾 [讲述]：像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。[板书]：一、晶体与非晶体 [板书]：1、晶体与非晶体的本质差异 [提问]：在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异 [回答]：学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。 [讲解]：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他们在本质上有哪些差异呢 [投影] [解释]：所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。 例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。 [板书]：注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。 [投影]：通过影片播放出，同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶过程。 [设问]：那么得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢你能列举哪些[板书]：2、晶体形成的一段途径： （1）熔融态物质凝固； （2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）； （3）溶质从溶液中析出。 [投影图片]： 1、从熔融态结晶出来的硫晶体； 2、凝华得到的碘晶体； 3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
课题：第二章第一节共价键（2）授课班级 课时 教学目标知识 与 技能 1.认识键能、键长、键角等键参数的概念 2.能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质 3.知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用 重点用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质难点键角 知识结构与板书设计二、键参数—键能、键长与键角 1.键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。通常取正值。 键能越大，化学键越稳定。 2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。 键长越短，键能越大，共价键越稳定。 3.键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键间的夹角称为键角。 键角决定了分子的空间构型 三、等电子原理 等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动 ［创设问题情境］Ｎ２与Ｈ２在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而Ｆ２与Ｈ２在冷暗处就能发生化学反应，为什么？ [复习]σ键、π键的形成条件及特点。 [过渡]今节课我们继续研究共价键的三个参数。 [板书]二、键参数—键能、键长与键角 [问]电离能概念。 [讲]在第一章讨论过原子的电离能，我们知道，原子失去电子要吸收能量。反过来，原子吸引电子，要放出能量。因此，原子形成共价键相互结合，放出能量，由此形成了键能的概念。键能是气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。例如，形成l mol H—H键释放的最低能量为436．0 kJ，形成1 molN三N键释放的最低能量为946 kJ，这些能量就是相应化学键的键能，通常取正值。 [板书]1、键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低
学生版：典型晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 原子晶体 金 刚石 (1)每个碳与相邻个碳以共价键 结合， 形成体结构 (2)键角均为 (3)最小碳环由个C组成且六个原子不 在同一个平面内 (4)每个C参与条C—C键的形成，C 原子数与C—C键数之比为 S iO 2 (1)每个Si与个O以共价键结合，形成正 四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“ 1 2 O”，n(Si)∶n(O)＝ (3)最小环上有个原子，即个O，个 Si 分子晶体 干 冰 (1)8个CO 2 分子构成立方体且在6个面心 又各占据1个CO 2 分子 (2)每个CO 2 分子周围等距紧邻的 CO 2 分子 有个 冰 每个水分子与相邻的个水分子，以 相连接，含1 mol H 2 O的冰中，最多可形成 mol“氢键”。 N aCl(型) 离 子晶 体 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的 Cl－(Na＋)有个。每个Na＋周围等距且紧邻 的 Na＋有个 (2)每个晶胞中含个Na＋和个Cl－
C sCl (型) (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－) 有个 (2)如图为个晶胞，每个晶胞中含 个Cs＋、个Cl－ 金属晶体 简 单六 方堆 积 典型代表Po，配位数为，空间利用率 52% 面 心立 方 最 密堆 积 又称为A 1 型或铜型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 体 心立 方 堆 积 又称为A 2 型或钾型，典型代表， 配位数为，空间利用率68% 六 方最 密 堆 积 又称为A 3 型或镁型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 混合晶体石墨 (1)石墨层状晶体中， 层与层之间的作用是 (2)平均每个正六边形 拥有的碳原子个数是，C
高中化学选修三《晶体的常识》试卷 考查点一晶体与非晶体 1．下列叙述中正确的是()。 A．具有规则几何外形的固体一定是晶体 B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C．具有各向异性的固体一定是晶体 D．晶体、非晶体均具有固定的熔点 解析晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列，B项错误；晶体所具有的规则几何外形、各向异性是其内微粒规律性排列的外部反映。有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形，但具有各向异性的固体一定是晶体，A项错误，C项正确；晶体具有固定的熔点而非晶体不具有固定的熔点，D项错误。 答案 C 2．下列说法正确的是()。 A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体 B．水玻璃在空气中不可能变浑浊 C．水泥在空气和水中硬化 D．制光导纤维的重要原料是玻璃 解析玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物，是玻璃体不是晶体，故A项错；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，在空气中发生反应：Na2SiO3 ＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，故B项错；水泥的硬化是水泥的重要性质，是复杂的物理变化和化学变化过程，故C项正确；制光导纤维的重要原料是石英而不是玻璃，故D项错。 答案 C 3．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()。 A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块 C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性 D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 解析晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A 项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。 答案 B 4．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是()。 ①a是晶体②a是非晶体③b是晶体④b是非晶体 A．①④B．②④C．①③D．②③ 解析晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，没有一个温度是停留的，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。 答案 A 5．下列物质中属于晶体的是()。 A．橡胶B．玻璃块C．水晶D．淀粉 解析水晶是二氧化硅晶体。 答案 C 考查点二晶胞
第三章晶体的结构与性质 第一节晶体的常识 【教学目标】 1、了解晶体的初步知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图。 2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成。 3、培养空间想象能力和进一步认识“物质结构觉得物质性质”的客观规律。 【教学重点】晶体、晶胞的概念。 【教学难点】计算晶胞的化学式。 【教学过程】 [导入]走进化学实验室，你能见到许多固体，如蜡状的白磷(P4)、黄色的硫黄、紫黑色的碘(I2)和高锰酸钾(KMnO4)、蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H20)、白色的碳酸钙等。放眼世界，自然界中绝大多数矿物也都是固体。你一定还能说出生活中常见的更多的固体，如金属、玻璃、陶瓷、砖瓦、水泥、塑料、橡胶、木材…… 你是否知道固体有晶体和非晶体之分?绝大多数常见的固体是晶体，只有如玻璃之类的物质属于非晶体(又称玻璃体)。晶体与非晶体有什么本质的差异呢?今天我们开始学习…。 [板书] 第三章晶体的结构与性质 第一节晶体的常识 [投影]常见的晶体（或展示实物）： [思考]晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系？ [投影]表3-1晶体与非晶体的本质差异 [讲解]
即自动发生的过程。不过，“自发”过程的实现，仍需要一定的条件。例如，水能白发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水就不能下泻。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。 [板书]1、晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面体外形的性质。 [投影]图3-1天然水晶球里的玛瑙和水晶。 [讲述]最有趣的例子是天然的水晶球。水晶球是岩浆里熔融态的Si02侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，常见它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶。其实，玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体，不同的是，玛瑙是熔融态Si02快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的。 [讨论]除以上水晶和玛瑙是熔融态冷却得到的，根据所学知识还有那些方法得到晶体？ [汇报并板书] 2、得到晶体一般有三条途径：(1)熔融态物质凝固；(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；(3)溶质从溶液中析出。 [投影]硫晶体、碘晶体、硫酸铜晶体的获得 [分组实验1]在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。 [分组实验2]用显微镜观察几种晶体结构：（K2Cr2O7、KNO3、萘） [板书]3、晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。 [投影]晶体二氧化硅与非晶体二氧化硅微粒排列情况： [自学]晶体特点自然段。 [提问]什么是晶体的各向异性？ [板书]4、晶体的特点①外形和内部质点排列的高度有序性；②各向异性；③晶体的熔点较固定。 [讲述]各向异性：像人们在观察大幅图案画时的视觉感受，对不同的图案画的感受当然是不同的，而对于同一幅图案画来说，由不同的方向审视时，也会产生不同的感受。所以，晶体的某些物理性质的各向异性同样反映了晶体内部质点排列
【关键字】高中 第三节金属晶体 考查点一金属键 1．下列关于金属键的叙述中，不正确的是( )。 A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性 D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性 作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在 整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所公有，从这个 角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无 方向性和饱和性。 答案 B 2．不能用金属键理论解释的是( )。 A．导电性B．导热性 C．延展性D．锈蚀性 解析金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用，它决定了金属晶体 的一些性质，可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物 理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性。 答案 D 3．下列对各组物质性质的比较中，正确的是( )。 A．熔点：Li＜Na＜K B．导电性：Ag＞Cu＞Al＞Fe C．密度：Na＞Mg＞Al D．空间利用率：体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积
解析同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电 子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，所以A选项不对；Na、 Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故C项错误；不同堆积方式 的金属晶体空间利用率分别是：简单立方堆积52%，体心立方最密堆积68%， 六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%，因此D项错误；常用的金属导 体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，所以B选项正确。 答案 B 考查点二金属晶体 4．下列叙述正确的是( )。 A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较强的作用 B．通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流 C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分 D．金属的导电性随温度的升高而减弱 解析金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属 阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来 的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定 向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离 子将能量进行传递，故C项不正确。 答案 D 5．金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式，下列说法中正确的是 A．图(a)为非密置层，配位数为6 B．图(b)为密置层，配位数为4 C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方 解析金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是 非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层
第三节金属晶体(第一课时) 【教学目标】 1、理解金属键的概念和电子气理论 2、初步学会用电子气理论解释金属的物理性质 【教学难点】金属键和电子气理论 【教学重点】金属具有共同物理性质的解释。 【教学过程设计】 【引入】大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范德华力结合在一起，金刚石、金刚砂等都是原子晶体，靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结合在一起的呢？ 【板书】一、金属键 金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。 【讲解】金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。 【强调】金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。 【板书】二、电子气理论及其对金属通性的解释 1．电子气理论 【讲解】经典的金属键理论叫做“电子气理论”。它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。 2．金属通性的解释 【展示金属实物】展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。
《晶体结构与性质》总结 一、分子晶体： 1．间以（，）相结合的晶体叫分子晶体 （1）构成分子晶体的粒子是。 （2）粒子间的相互作用是。 （3）分子间作用力（范德华力＜氢键）远化学键的作用； （4）分子晶体熔化破坏的是。 2．典型的分子晶体： （1）非金属氢化物：例 （2）酸：例 （3）部分非金属单质:：例 （4）部分非金属氧化物: 例 （5）大多数有机物：例 3．分子晶体结构： （1）只有范德华力，无分子间氢键的——分子密集堆积，如：C60、干冰、O2每个分子周围有个紧邻的分子，面心立方构型 （2）有分子间氢键的——不具有分子密集堆积特征，如：HF 、冰、NH3 冰中１个水分子周围有个水分子，1mol冰周围有mol氢键。 4．分子晶体熔沸点判断： 的物质，越大，分子间作用力越大；分子量相等或相近，性分子的范德华力大，物质熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越。含有分子间氢键的，熔沸点较。在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越。 二、原子晶体： 1．所有的相邻间都以相结合而形成空间立体网状结构的晶体。 （1）构成原子晶体的粒子是， （2）原子间以较强的相结合。
（3）整块晶体是一个三维的共价键网状结构， （4）原子晶体熔化破坏的是。 2．常见的原子晶体 （1）某些非金属单质：硼（B） （2）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）氮化硼（BN） （3）某些氧化物：Al2O3晶体 3．原子晶体结构： 金刚石晶体中：每个碳原子以与周围个碳原子结合,成为正四面体结构,碳以杂化轨道形成键。向空间发展,彼此联结的立体网状结构,其中形成的最小环 中含个碳原子。每个碳原子被12个环共用。1mol金刚石中含有的C-C共价键数mol。 在SiO2晶体中：①每个Si原子以个共价键结合个O原子；同时，每个O原子结合个Si原子。SiO2晶体是由Si原子和O原子按的比例所组成的立体网状的 晶体。②最小的环是由个Si原子和个O原子组成的元环。③1mol SiO2中含mol Si—O键。 4．原子晶体熔沸点判断： 结构相似的原子晶体，越小，键长越，键能越，晶体熔点越 例：金刚石碳化硅晶体硅 三、金属晶体： 1．和通过键结合形成的晶体。 （1）组成粒子：和 金属键（电子气理论）：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用，没有方向性，也没有 饱和性，成键电子可以在金属中自由流动， （2）微粒间作用力：键 2．常见的金属晶体：单质和都属于金属晶体 3．金属晶体结构： 金属晶体的四种堆积模型对比 堆积方式晶胞类型：六面体空间利用率配位数实例
课题：第二章第一节共价键（1）授课班级 课时 教学目的 知识 与 技能 1.复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的 形成过程。 2.知道共价键的主要类型δ键和π键。 3.说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 过程 与 方法 学习抽象概念的方法：可以运用类比、归纳、判断、推理的方法，注意各概念的区别与联系，熟悉掌握各知识点的共性和差异性。 情感 态度 价值观 使学生感受到：在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质 的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。 重点σ键和Π键的特征和性质难点σ键和Π键的特征 知识结构与板书设计第二章分子结构与性质第一节共价键 一、共价键 1.共价键的形成条件： (1) 两原子电负性相同或相近 (2) 一般成键原子有未成对电子 (3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠 2.共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低 3.共价键的类型 （1）σ键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。 类型：s—sσ、s—pσ、p—pσ等 特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。 （2）π键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。 （3）价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键 （4）判断共价键类型规律：共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成 4.共价键的特征 (1)饱和性 (2)方向性
第三讲纯金属的晶体结构 1.典型金属的晶体结构 考点再现：这一部分08年09年10年都有所涉及，10年考了晶胞致密度的概念，这部分以名词解释，填空为主，需要在理解的基础上记忆，但是总体上说难度不大，但是却很重点。考试要求：记忆，特别是理解基础上的记忆，对于一些内容需要会一定的推导。 知识点： 晶胞中的原子数：完全属于该晶胞的原子数。★★★ 配位数：晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数（CN）。★★★★ 致密度：晶体结构中的原子体积占总体积的百分比（k）。★★★★ 八面体间隙：位于6个原子所组成的8面体中间的间隙。★★★ 四面体间隙：位于4个原子所组成的4面体中间的间隙。★★★ 典型金属晶体结构有（面心立方fcc），（体心立方bcc），（密排六方hcp）★★★★★
fcc bcc hcp 面心立方结构n = 8×1/8 + 6×1/2 = 4 体心立方结构n = 8×1/8 + 1 =2 密排六方结构n = 12×1/6 +2×1/2 +3 = 6 三种典型金属晶体结构特征 晶体类型原子密排面原子密排方 向晶胞中的原 子数 配位数CN 致密度K A1（fcc）{111} <110> 4 12 0.74 A2（bcc）{110} <111> 2 8，（8+6）0.68 A3（hcp）{0001} <11-20> 6 12 0.74 对于金属晶体结构的这一部分的主要内容都集中在这个表上，在这些方面里，我们更加侧重密排面和密排方向以及致密度的掌握，这是本讲内容的一个重点。 而对于本讲的另一个重点就是关于间隙问题的讨论。 我们知道位于6个原子所组成的8面体中间的间隙。位于4个原子所组成的4面体中间的间隙。单8面体间隙和四面体间隙时如何排布的呢，我们由图可以清楚的了解。
纯金属的晶体结构
1．三种常见的金属晶体结构 固态物质按其原子的聚集状态可分为两大类：晶体和非晶体，晶体指的是材料的原子（离子、分子）在三维空间呈规则的周期性排列的物体，如金刚石、水晶、金属等。非晶体指的是材料的原子（离子、分子）在三维空间无规则排列的物体，如松香、石蜡、玻璃等。在一定的条件下晶体和非晶体可以互相转化（I2-1）。 晶体结构是晶体中原子（离子或分子）规则排列的方式。晶格是假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。能反映晶格特征的最小组成单元称为晶胞（I2-2）。晶格常数指的是晶胞的三个棱边的长度a,b,c。 常见的金属晶体结构有 ⑴体心立方晶格（BCC—Body-Centered Cube），典型代表为钼（Mo）、钨、钒、铬、铌、α-Fe等，八个原子处于立方体的角上，一个原子处于立方体的中心，如图2所示。 ⑵面心立方晶格（FCC—Face-Centered Cube），典型代表为铝、铜、镍、金、银、γ-Fe等，原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心，如图1所示。 ⑶密排六方晶格（HCP—Hexagonal Close-Packed）典型代表为镁、镉（Cd）、锌、铍（Be）等。12个原子分布在六方体的12个角上，上下底面中心各分布一个原子，上下底面之间均匀分布3个原子，如图3所示。 图1面心立方晶格图2体心立方晶格图3密排六方晶格 原子半径指的是晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半，致密度指的是晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比。 体心立方模型与晶胞示意图（I2-3）,在体心立方晶格中如图4： 图 4 晶格常数：a=b=c；a=b=g=90° 晶胞原子数：2 原子半径： 致密度：0.68 面心立方模型与晶胞示意图（I2-4），在面心立方晶格中如图5： 图 5 晶格常数：a=b=c；a=b=g=90° 晶胞原子数：4 原子半径：
晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 自性微观结构 晶体有（能自发呈现多面体外形）原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体无（不能自发呈现多面体外形）原子排列相对无序 晶体呈现自性的条件：晶体生长的速率适当 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？
eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？
二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 b.酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等 c.部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60 d.部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等
第三节金属晶体 目标与素养：1.了解金属键的含义，能用“电子气理论”解释金属的一些物理性质。(宏观辨识与微观探析)2.了解金属晶体的4种堆积模型。(证据推理与模型认知)3.了解混合晶体石墨的结构与性质。(宏观辨识与微观探析) 一、金属键与金属晶体的性质 1．金属键 (1)概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 (2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。 (3)金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 2．金属晶体的性质 (1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。 (2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。 (3)用电子气理论解释金属的性质 微点拨：①温度越高，金属的导电能力越弱。②合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。 二、金属晶体的原子堆积模型 1．二维平面放置 金属原子在二维平面里放置得到两种方式，配位数分别为4和6，可分别称为非密置层和密置层。 2．三维空间模型
(1)简单立方堆积：按非密置层(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，相邻非密置层原子的原子核在同一直线上的堆积，如图。 (2)体心立方堆积：按非密置层(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成。将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离，每层均照此堆积，如图。 (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密置层(填“密置层”或“非密置层”)的堆积方式堆积而成，配位数均为12，空间利用率均为74%。 六方最密堆积面心立方最密堆积 按ABABABAB……的方式堆积按ABCABCABC……的方式堆积 1．结构特点——层状结构 (1)同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子p 轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 (2)层与层之间以范德华力相结合。 2．晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在( ) (2)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( ) (3)简单立方堆积的原子配位数为8( ) (4)金属晶体的构成粒子为金属原子( ) [答案](1)×(2)√(3)×(4)× 2．金属键的实质是( ) A．自由电子与金属阳离子之间的相互作用 B．金属原子与金属原子间的相互作用 C．金属阳离子与阴离子的吸引力 D．自由电子与金属原子之间的相互作用 [答案] A
第二章作业2－1 常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？V、Mg、Zn 各属何种结构？答：常见晶体结构有 3 种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn －Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、2---7 为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。第三章作业3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是：（1）强度高：Hall-Petch 公式。晶界越多，越难滑移。（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15 天，然后再精加工。试解释这样做的目的及其原因？答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7 天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？答：W、Sn 的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃ TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃所以W 在1000℃时为冷加工，Sn 在室温下为热加工4－9 用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。答：齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则，同时也要根据实际情况具体而定，总的原则是满足使用要求；加工便当；性价比最佳。对齿轮而言，要看是干什么用的齿轮，对于精度要求不高的，使用频率不高，强度也没什么要求的，方法1、2 都可以，用方法3 反倒是画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要求高的齿轮，方法3 就是合理的。经过锻造的齿坯，金属内部晶粒更加细化，内应力均匀，材料的杂质更少，相对材料的强度也有所提高，经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定，强度更好。4－10 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂，试分析原因？答：由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有一定的强度和硬度，那么再吊重物时才有足够的强度，当将钢丝绳和工件放置在1000℃炉内进行加热和保温后，等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理，所以使钢丝绳的性能大大下降，所以再吊重物时发生断裂。4－11 在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又像最初一样柔软这是什么原因？答：铅板在室温下的加工属于热加工，加工硬化的同时伴随回复和再结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成，而过一段时间又会变软是因为室温对于铅已经是再结晶温度以上，所以伴随着回复和再结晶过程，等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒，硬度和塑性又恢复到了未变形之前。第五章作业5－3 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体异同？答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。二次渗碳体：从 A 中析出的渗碳体称为二次渗碳体。三次渗碳体：从 F 中析出的渗碳体称为三次渗碳体共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体：经共