第三节--金属晶体

空间利用率：68%
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
体心立方堆积：
这种堆积晶胞是一个体心立方，
每个晶胞每个晶胞含 2 个原子，
空间利用率不高（68%），属于非 密置层堆积，配位数为 ，许
多金8属（如Na、K、Fe等）采取这
（一）几个概念 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。
配位数：在晶体中与某一微粒等距离且紧 密相邻的微粒的数目。
空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积 百分数，用它来表示紧密堆积的程度。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
金属原子的堆积方式
二维空间
非密置层
三维空间
密置层
三维空间
简 单 立 方 堆 积
体六 心方 立最 方密 堆堆 积积
面 心 立 方 最 密
堆
积
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
完成下表：
成键微粒 实质
金属键
金属阳离子 自由电子 静电作用
离子键 阴、阳离子 静电作用
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程

2014年7月30日星期三
11
金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
12
金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
2014年7月30日星期三 13
金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
2014年7月30日星期三
41
金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
42
（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
25
金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可 以有两种最紧密的堆积方式。
上下层各4
6 7 2 3
2014年7月30日星期三
19
金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
2014年7月30日星期三 20
金属晶体的原子堆积模型

a
a a
Simple
Face-centered Body-centered CUBIC
c

b
a
Simple
End face-centered
MONOCLINIC

c
b a
Simple
End face-centered Body-centered ORTHORHOMBIC
Face-centered
a
2. 晶胞及晶
性与晶体的缺陷
3. 晶体的特
和十四种布拉维格子
4. 七个晶系
晶体概述
固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等) 在空间排列是否长程有序分成晶体和无定形体两 类。所谓长程有序是指组成固态物质的粒子在空 间按一定方式周期性的重复排列。自然界有许许 多多的晶体, 如食盐、冰糖、明矾、蓝色的硫酸 铜、洁白的小雪花、灿烂夺目的金刚石……都是 晶体; 许多合成药物、合成材料等也都以晶体存 在, 因此研究晶体结构十分重要。
镁型
铜型
镁型
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层每一
个球，于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆 积方式。
镁型-----六方最密堆积
7 1 9
6
5
8 2
3 4
10
11
12
这种堆积晶胞空间利用率高（74%），属于 密置层堆积，配位数为 12 ，许多金属（如Mg、 Zn、Ti等）采取这种堆积方式。
a
a
RHOMBOHEDRAL
c
a a
Simple

第三节金属晶体[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及微粒间的相互作用。

2.证据推理与模型认知：能利用金属晶体的通性推导晶体类型，从而理解金属晶体中各微粒之间的作用，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析其晶胞结构。

一、金属键和金属晶体1．金属键(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。

(2)实质：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，形成一种“巨分子〞。

(3)特征：金属键没有方向性和饱和性。

2．金属晶体(1)金属晶体通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体。

(2)用电子气理论解释金属的性质(1)金属单质和合金都属于金属晶体。

(2)金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。

(3)金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。

因而，二者导电的本质不同。

例1以下关于金属键的表达中，不正确的选项是( )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[考点] 金属键和金属晶体[题点] 金属键的理解答案 B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共有，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。

《金属晶体与离子晶体》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解金属晶体和离子晶体的基本观点。

2. 掌握金属键和离子键的形成原理。

3. 能够区分金属晶体和离子晶体，并能够应用所学知识诠释生活中的实例。

二、教学重难点1. 金属键和离子键的形成。

2. 离子晶体的结构和性质。

3. 金属晶体的电子结构和物理性质。

三、教学准备1. 准备PPT课件，包括图片、图表和相关案例。

2. 准备金属晶体和离子晶体的实物样品，如水晶、金属钠等。

3. 准备实验器械，如试管、烧杯等，用于演示金属晶体的导电性实验。

4. 准备一些习题，用于教室练习和测试。

四、教学过程：（一）导入新课1. 回顾金属钠、镁、铝等金属的物理性质，如颜色、状态、光泽、密度等。

2. 引出金属的分类问题，强调金属晶体与离子晶体在结构上的差别。

（二）讲授新课1. 金属晶体的结构（1）介绍金属键观点，强调金属阳离子与自由电子之间的强烈互相作用。

（2）展示不同金属晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。

（3）通过实验展示金属晶体的导电、导热、延展性等性质。

2. 离子晶体的结构（1）介绍离子键观点，强调阴阳离子之间的强烈互相作用。

（2）展示不同离子晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。

（3）通过实验展示离子晶体的一些性质，如硬度、脆性等。

3. 金属晶体与离子晶体的比较（1）比较金属键与离子键的异同点。

（2）分析金属晶体与离子晶体在物理性质上的差别。

4. 离子晶体性质实验（1）展示钠、镁、铝等金属阳离子的水解过程，说明由此引起的化学性质特点。

（2）演示不同类型离子晶体的熔点、沸点等物理性质的比较实验，帮助学生理解晶体类型对物质性质的影响。

（三）小组讨论组织学生分组讨论以下问题：1. 金属晶体与离子晶体在结构上的主要区别是什么？2. 影响金属晶体与离子晶体物理性质的主要因素是什么？3. 如何根据晶体的结构预计物质的性质？（四）教室小结1. 总结金属晶体与离子晶体的结构特点。

资料 金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃]
熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃]
密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3]
密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3]
硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2]
硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0] 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径：50100 mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： 1001m00m] 最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金
[2016·全国卷Ⅱ，37(3)节选]单质铜及镍都是由______键形成的晶体。
晶体熔、沸点高低的比较 [2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同， 但 金 属 K 的 熔 点 、 沸 点 等 都 比 金 属 Cr 低 ， 原 因 是 __K__的__原__子__半__径__较__大__且__价__电___子__数__较__少__，__金__属__键__较__弱__________________。
【小结】：三种晶体类型与性质的比较
晶体类型 概念
作用力
原子晶体
分子晶体
相邻原子之间以共价 分子间以分子 键相结合而成具有空 间作用力相结 间网状结构的晶体 合而成的晶体
共价键
范德华力
构成微粒
熔沸点 物 理 硬度 性 质 导电性
原子 很高 很大
无（硅为半导体）
分子 很低 很小
无
金属晶体
通过金属键 形成的晶体
a
aa
a
a=2r
晶胞中平均分配的原子数：1 配位数：6 空间利用率：52% 空间利用率太低！

③每个原子与8个原子紧密接触，即配位 数为8
④每个晶胞平均有二个原子，晶胞边长a 和原子半径r间的关系为 ，其空间利用 率为68.02%
镁型
铜型
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。 (
4，6 位，其情形是一样的 )
1 6 5 4
或对准 2，
1
3 6 5
2
3 4
A
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层 可以有两种最紧密的堆积方式。
晶体类型 晶体粒子 粒子间作用力 熔沸点 硬度
分子晶体
原子晶体
离子晶体
溶解性
延展性 导电性 典型实例
•
•
•
• •
Cl—占据立方体的___个顶点和__个面心，Na+ 占据______和12个______；（或二离子交换）, 并交错排列。 2、每个晶胞含__个钠离子：__个氯离子。不存 在单个的NaCl分子，该离子晶体中阴、阳离子 的个数比为____________。 3、与Na+等距离且最近的Cl¯有____个, 与Cl— 等距离且最近的Na+有____个，即阴、阳离子 配位数均为___。 与Na+等距离且最近的Na+ 有___个。 Na+等距离且最近的Cl¯构成 体
③每个原子与12个原子紧密接触，即配位数 为12 ④其空间利用率为74%
堆积 模型 简单 立方 钾型 (bcp)
采纳这种堆 空间利用 配位数 积的典型代 率 表 52% 6
Po (钋)
晶胞
K、Na、Fe
68% 74%
8 12
镁型 Mg、Zn、Ti (hcp)
铜型 Cu, Ag, Au (ccp)

第三节第二课时金属晶体的原子堆积模型1.下列金属晶体的配位数为8的是()。

A.PoB.FeC.MgD.Au2.下列金属的密堆积方式与对应晶胞正确的是()。

A.Na面心立方B.Mg六方C.Cu六方D.Au体心立方3.已知某金属(如碱金属)晶体中原子堆积方式如图所示,则该堆积方式是()。

A.简单立方堆积B.体心立方堆积C.六方最密堆积D.面心立方最密堆积4.下列晶体的熔点按照由低到高的顺序排列的是()。

A.Li、Na、KB.Na、Mg、AlC.Na、Rb、CaD.铁、铁铝合金5.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为()。

A.3∶2∶1B.11∶8∶4C.9∶8∶4D.21∶14∶96.铁有多种同素异形体,如图是δ、γ、α三种晶体的转化关系。

下列说法正确的是()。

δ-Feγ-Feα-FeA.三种晶体的构成粒子相同,故性质相同B.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个C.α-Fe晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个D.将铁加热到1500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同7.某金属晶体的部分结构示意图如图所示,则该金属原子的堆积方式为()。

A.六方最密堆积B.面心立方最密堆积C.简单立方堆积D.体心立方堆积8.金属晶体的面心立方最密堆积形成的晶胞示意图如图所示,在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()。

A.④⑤⑥⑩B.②③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑧D.①②⑧⑤9.现有如下物质:四氯化硅、氖、硼、钨、锑,将物质名称和晶体类型填在表格中。

编号信息物质名称晶体类型(1) 熔点:120.5 ℃,沸点:271.5 ℃,易水解(2) 熔点:630.74 ℃,沸点:1750 ℃,导电(3) 由分子间作用力结合而成,熔点很低,化学性质稳定(4)由共价键结合成空间网状结构的晶体,熔点:2300 ℃,沸点:2550 ℃,硬度大(5) 熔点:3410 ℃,沸点:5927 ℃,硬度大,能导电10.如图为金属铜的一个晶胞,请回答下列问题: (1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数是 个。

第三章第三节金属晶体第1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：【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，靠范分子间作用力结合在一起；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1、金属晶体中金属阳离子和自由电子之间的相互做用叫做金属键。

【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，阳离子整体共同吸引遍布整个晶体的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。

自由电子可以在整个晶体中流动，被所以原子所共用，所以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。

【强调】金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。

【板书】2、电子气理论及其对金属通性的解释（1）．电子气理论【讲解】描述金属键本质的最简单的是理论叫做“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。

叙述金属的应用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。

【教师引导】从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?【学生分组讨论】请一位同学归纳，其他同学补充。

【板书】金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。

⑴金属导电性的解释在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。

第三章第三节金属晶体一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，3分×10）1、下列有关金属晶体的说法中正确的是()A．常温下都是晶体B．最外层电子数少于3个的都是金属C．任何状态下都有延展性D．都能导电、传热2、金属Mg晶体中含有的粒子是( )A.Mg原子B.只有Mg2+C.Mg原子和Mg2+D.Mg2+与自由电子3、下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是()A．金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大D．氢键不是化学键，而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间4、关于晶体的下列说法正确的是（）A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低5、金属的下列性质中，与自由电子无关的是( )A．密度大小B．容易导电C．延展性好D．易导热6、金属晶体的熔沸点之间的差距是由于（）A．金属键的强弱不同B．金属的化合价的不同C．金属的晶体中电子数的多少不同D．金属的阳离子的半径大小不同7、下列物质的熔沸点依次升高的是（）A．K、Na、Mg、Al B．Li、Na、Rb、CsC．Al、Mg、Na、K D．C、K、Mg、Al8、金属具有延展性的原因是( )A．金属原子半径都较大，价电子较少B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量9、金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是()A．金属原子的价电子数少B．金属晶体中有自由电子C．金属原子的原子半径大D．金属键没有饱和性和方向性10、石墨晶体中不存在的化学作用力是()A．共价键B．氢键C．金属键D．范德华力二、选择题（每小题有一至两个选项符合题意,4分×7）11、下列说法不正确的是( )A．金属单质的熔点一定比非金属单质高B．离子晶体中不一定含有金属元素C．在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子D．含有金属元素的离子不一定是阳离子12、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．钾型堆积的空间利用率最高13、下列叙述正确的是（）A、同主族金属的原子半径越大，熔点越高B、稀有气体的原子序数越大沸点越高C、晶体中存在离子的一定是离子晶体D、金属晶体中的自由电子属于整个晶体共有14、下列何种物质的导电性是由自由电子的运动所决定的（）A 熔融的食盐B 饱和食盐水C 石墨D 铜15、石墨是层状晶体，每一层内，碳原子排成正六边形，许多个正六边形排列成平面状结构，如果将每对相邻原子间的化学键看成一个化学键，则石墨晶体每一层内碳原子数与C－C化学键数的比是（）A 2︰3B 1︰3C 1︰1D 1︰216、下列叙述中，可以肯定是一种主族金属元素的是（）A．原子最外层有3个电子的一种金属B．熔点低于100℃的一种金属C．次外电子层上有8个电子的一种金属D．除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体B．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高三、填空题（共42分）18、（6分）(1)金属导电是____________________的结果．(2)金属导热是____________________的结果．(3)金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作用，紧密堆积的原子(离子)层发生了________________，而金属离子和自由电子之间的____________________没有改变．19、（14分）有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B－少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40％，且其核内质子数等于中子数。

第三节金属晶体第三节金属晶体在广东省某一山区的村寨里，前些年连续出生的净是女孩，人们急了，照这样下去，这个地区岂不变成女儿国了吗？有的人求神拜佛，也无济于事。

有位风水老者说道：“地质队在后龙山寻矿，把龙脉破坏了，这是风水的报应啊！”于是，迷信的村民千方百计地找到了原来在此地探矿的地质队，闹着要他们赔“风水”。

地质队又回到了这个山寨，进行了深入的调查，终于找到了原因。

原来是在探矿的时候，钻机把地下含铍的泉水引了出来，扩散了铍的污染，使饮用水的铍含量大为提高，长时间饮用这种水，就会导致生女而不生男。

经过治理，情况得到了好转，在“女儿国”里又生出男孩了。

卫星、飞船、飞机、大炮和生活用品都离不开金属，为什么金属具有优良的导电、导热、延展性？构成金属的粒子是什么？金属晶体内部的作用力是什么？一、金属键与金属晶体成的凹穴____中，并使非密置层的原子稍稍分离。

其空间的利用率比简单立方堆积__高____，属于该堆积方式的主要有碱金属等。

(2)密置层在三维空间堆积。

①六方最密堆积。

如图所示，按__ABABABAB____……的方式堆积。

②面心立方最密堆积。

如图所示，按__ABCABCABC____……的方式堆积。

三、混合晶体——石墨晶体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__正六边形____平面网状结构。

所有碳原子的p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__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．思考辨析：(1)晶体中有阳离子一定有阴离子。

(×)(2)金属在拉成丝或者压成薄片的过程中，金属键遭到了破坏。

(×)(3)金属导电与电解质溶液导电本质相同。

(×)(4)金属晶体绝大多数采用密堆积方式。

第三节金属晶体与离子晶体【基础巩固】1.(2022·广东潮州)下列晶体分类中正确的一组是( )选项离子晶体共价晶体分子晶体A NaOH Ar SO2B H2SO4石墨S8C CH3COONa 水晶苯D Ba(OH)2金刚石玻璃解析：NaOH属于离子晶体，Ar属于分子晶体，SO2属于分子晶体，A项错误；石墨属于混合型晶体，H2SO4、S8属于分子晶体，B项错误；CH3COONa属于离子晶体，水晶(SiO2)属于共价晶体，苯属于分子晶体，C项正确；Ba(OH)2属于离子晶体，金刚石属于共价晶体，玻璃属于玻璃态物质，不属于晶体，D项错误。

答案：C2.(2022·广东东莞)铁有α、γ、δ三种晶体结构，在一定条件下可以相互转化。

晶胞结构如图所示，晶胞中距离最近的铁原子均相切。

下列说法错误的是( ) α铁γ铁δ铁A.铁的导电性、导热性、延展性都可以用电子气理论来解释B.α铁、γ铁、δ铁的晶胞中铁原子个数比为1∶4∶2C.α铁、γ铁、δ铁的晶胞边长之比为1∶∶解析：电子气理论指出金属阳离子“浸泡”在电子气中，可以解释铁的导电性，导热性和延展性，A项正确。

α铁为简单立方，γ铁为面心立方，δ铁为体心立方，故晶胞中铁原子个数之比为1∶4∶2，B项正确。

α铁中一条边上的原子相互接触，边长即为铁原子距离a，而γ铁中面对角线上的原子相互接触，则边长为a，而δ铁中体对角线上原子相互接触，边长为，C项错误；γ铁中平均一个铁原子占据体积为=a3，δ铁中平均一个铁原子占据体积为=a3，故γ铁在一定条件下转化为δ铁后密度变小， D项正确。

答案：C3.(2022·广东东莞)下列关于晶体结构和性质的叙述中都正确的一组是( )①I3+的空间结构为V形，中心原子的杂化方式为sp3②金属阳离子只能存在于离子晶体中③因为NH3分子间存在氢键，所以NH3极易液化，用作制冷剂④因金属性K>Na>Mg，所以熔点：KCl>NaCl>MgCl2⑤干冰晶体中，每个二氧化碳分子周围等距且紧邻的二氧化碳分子有12个⑥因为1 mol Si晶体中含有2 mol Si—Si，所以1 mol SiC晶体中也含有2 mol Si—C⑦CH3Cl和CCl4均为正四面体构型的非极性分子⑧H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键A.①③⑤B.①③⑤⑥C.④⑥⑦⑧D.②③④⑥⑧解析：①将中一个碘原子看成中心原子，另两个是与中心原子结合的原子，中心原子的价层电子对数为2+=4，所以中心原子的杂化方式为sp3，正确；②金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，所以金属阳离子可能还存在于金属晶体中，错误；③氨分子间存在氢键，使分子间作用力增大，所以NH3极易液化，液氨汽化吸收大量的热，用作制冷剂，正确；④离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，与金属性无关，离子半径越小，电荷数越多，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，所以熔点：KCl<NaCl<MgCl2，错误；⑤干冰晶胞结构如图所示，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子个数为3×8÷2=12，正确；⑥SiC晶体中每个Si原子形成4个Si—C，1 mol SiC晶体中含有1 mol Si原子，所以含有4 mol Si—C，错误；⑦CCl4含有C—Cl极性键，空间结构为正四面体形，结构对称且正负电荷的中心重合，为非极性分子，CH3Cl是四面体构型，但不是正四面体形，结构不对称，为极性分子，错误；⑧H2O比H2S稳定，是因为共价键键能前者大于后者，氢键影响的是熔沸点，错误。

知识点二
金属晶体的结构
1．金属晶体的原子堆积模型
2.晶胞中原子的空间利用率的计算方法 (1)以面心立方晶胞为例，求晶胞中原子的空间利用率
图乙是面心立方晶胞的结构剖面图，晶胞的面对角线为金 属原子半径的 4 倍。设金属原子的半径为 R，则晶胞的面对角线 为 4R，晶胞立方体的体积为(2 2R)3。每个面心立方晶胞中实际 含有 4 个金属原子，4 个金属原子的体积为 4×43πR3，因此晶胞 中原子的空间利用率为42×432πRR33×100%＝74%。
Hale Waihona Puke ①该晶胞“实际”拥有的铜原子是____4____个。
②该晶胞称为_____C___(填序号)。
A．立方晶胞
B．体心立方晶胞
C．面心立方晶胞 D．简单立方晶胞
③此晶胞立方体的边长为 a cm, Cu 的相对原子质量为 64， 金属铜的密度为 ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为___ρ2_·5a_63__m_o_l_－_1(用
1金属晶体在受外力作用下，各层之间发生相对滑动，但 金属键并没有被破坏。
2金属晶体中只有金属阳离子，无阴离子。 3原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的 熔点就高于一般的原子晶体。 4分子晶体的熔点不一定都比金属晶体的低，如汞常温下 是液体，熔点很低。
1.晶体中有阳离子，一定有阴离子吗？反之， 晶体中有阴离子，一定有阳离子吗？
(4)颜色/光泽——自由电子吸收所有频率光释放一定频率光 由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子， 所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的 光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈 现银灰色以至银白色光泽，金属能反射照射到其表面的光而具 有光泽。而金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排 列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰 色或黑色。

金属晶体的原子堆积模型
1．二维空间模型 堆积方式 非密置层 密置层
图示
配位数
4 __
6 __
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，其空间利用率52%，配位数为 6 ， 晶胞构成：一个立方体，每个晶胞含有 1 个原子，如Po。
(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，配位数为 8 ，空间利用率为68%。晶胞 构成：体心立方，每个晶胞含有 2 个原子，如碱金属。
(3)已知下列金属晶体：Ti、Po、K、Fe、Ag、Mg、Zn、Au 其堆积 方式为： Po ①简单立方堆积的是________________ ； K、Fe ②体心立方堆积的是________________ ； Mg、Zn、Ti ③六方最密堆积的是________________ ； Ag、Au 解析 ④面心立方最密堆积的是________________ 。
[特别提醒] 温度越高，金属的导电能力越弱。
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)钙的熔、沸点低于钾 (4)温度越高，金属的导电性越好 (√ ) (× ) ( × )
)
解析：金属原子的半径越小，价电子数目越多，金属键就 越强，即金属阳离子与自由电子间的作用越强。Na、Mg、 Al 均位于第三周期，原子半径逐渐减小，价电子数目逐渐 增多，所以金属键逐渐增强，其中铝的金属键最强，钠的 金属键最弱，而钾和钠位于同一主族，且钾的半径比钠大， 钾的金属键比钠弱。 答案：C
金属键与金属晶体

74%
12
自主探究
精要解读
实验探究
【例2】►
有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，
( )。
有关说法正确的是
A．①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型 B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2
个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12 D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
影响金属键的因素
金属元素原子半径越小，单位体积内自由移动电子数目越 1． 大，金属键越强。金属单质硬度的大小，熔、沸点的高低
与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点
越高，硬度越大。 2． 一般来说，金属的原子半径越小，价电子数越多，则金属 键越强。如对Na、Mg、Al而言，由于价电子数：Al＞Mg ＞Na，原子半径：Na＞Mg＞Al，故金属键由强到弱为： Al＞Mg＞Na，故熔点：Na＜Mg＜Al(97.81 ℃＜645 ℃＜ 660.4 ℃)，硬度：Na＜Mg＜Al。
A．镁的硬度小于铝
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
自主探究
精要解读
实验探究
解析
答案
B
自主探究
精要解读
实验探究
本题考查金属键强弱的判断，解题的关键是明确金
属键的强弱与金属物理性质的关系。一般情况下(同
类型的金属晶体)，金属晶体的熔点由金属阳离子的 半径、所带的电荷数共同决定。
自主探究 精要解读 实验探究
不一定，如稀有气体晶体中只有分子间作用力而无
化学键。分子晶体熔化时只破坏分子间用力，不破坏共价
1．知道金属键的含义。
2．能用金属键理论解释金属的物理性质。 3．能列举金属晶体的基本堆积模型。 4．了解金属晶体性质的一般特点。 5．理解金属晶体的类型与性质的关系。

第三节 金属晶体
1、简单立方堆积 -配位数：6
每个晶胞包含一个原子 空间利用率52%
1Байду номын сангаас
4
2
3
6
1
4
2
3
5
2、钾型（体心立方堆积） -配位数：8
每个晶胞包含2个原子 空间利用率68%
5
6
8
7
1
2
4
3
密堆积原理：原子、离子、分子的排布总是 趋向于配位数高，空间利用率大的紧密堆 积结构方式，最紧密的堆积往往是最稳定 的结构。
分数坐标： 配位数：12 空间利用率74% 晶胞内含有２个球。
4、面心立方最密堆积
A1堆积：
抽出立方面心晶胞，又叫面心立方最密堆积 (cubic closest packing)简写为ccp 。
z
A
B
C
y
x
A
配位数12 空间利用率74% 晶胞内含有4个球。
天祝 天同 有学 个们 好学 心习 情进 。步
密置堆：第三层球放在第二层球的空隙上有两种方式
A B C A
重复ABC的堆积叫A1堆积，重复单位⃒ABC⃒。
A B A
重复AB的堆积叫A3堆积，重复单位⃒AB⃒。
3、六方最密堆积 A3堆积： 抽出六方晶胞，又叫六方最密堆积(hexagonal
closest packing)简写为hcp 。
A B A

(1)延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动， 但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可 以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延 展性。 外力
一、金属键与金属晶体
(2)导热性 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属 某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通 过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞， 把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
晶体中各 原子层相 对滑动仍 保持相互 作用
一、金属键与金属晶体
①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属 ②石墨具有导电性，属于非金属。 还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。 ③金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。 而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变 化
一、金属键与金属晶体
(3)金属光泽 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以 当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快 放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格 排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色 或黑色。
一、金属键与金属晶体
多，相互作用就越大， 熔点就会越高。
阅读《资料卡片》并掌握 1、金属晶体的四种堆积模型对比
2、石墨是层状结构的混合型晶体
晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称为是晶 胞。NaCl晶体结构如图所示，已知FexO晶体晶胞结构为NaCl 型，由于晶体缺陷，x值小于1，测知FexO晶体密度为 5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10-10m 。