人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共25张PPT)

《选修3第三章第三节 金属晶体》导学案（第2课时）

班级 姓名 组名

【学习目标】

1．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式

2． 训练学生的动手能力和空间想象能力和合作意识。

【知识链接】

分子晶体中，分子间的范德华力使分子有序排列；原子晶体中，原子之间的共价键使原子有序排列；金属晶体中，金属键使金属原子有序排列。金属原子的空间排列会怎样呢？

【学习过程】

活动探究] 教材P74 利用20个大小相同的玻璃小球，有序地排列在水平桌面上（二维平面上），要求小球之间紧密接触。可能有几种排列方式?两种排列方式小球的配位数分别是多少？哪一种排列方式空间利用率更高？

将直径相等的圆球放置在平面上，使球面紧密接触，除上面两种方式外，还有没有第三种方式？

如果将小球在三维空间排列情况又如何？ 阅读教材P74-75，初步了解金属晶体的主要空间排列方式

二。金属晶体的原子堆积模型

1.非密置层与密置层（二维平面）

金属原子在二维平面里放置得到 种方式：配位数为 和 ，称为 层和

层。

2.原子的四种基本堆积模型（三维空间）

(1)配位数为6的________堆积。只有金属 采用这种堆积方式。

(2)配位数为8的________堆积，如 金属。

(3)配位数为____ __的__________和 堆积。____ ____以ABAB方式堆积，________以ABCABC方式堆积，就金属原子的堆积来看，两者的区别是第______层。两者空间原子利用率 （填“相等”或“不相等”）。

例1.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

1 第三节 金属晶体 课 时 第一课时

教学目的 知识与技能 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

过程与方法 学会运用探究方法进行学习。

情感态度价值观 让学生形成实事求是的科学态度,培养学生合作学习精神。

重 点 金属键和电子气理论。

难 点 金属具有共同物理性质的解释。

教学过程

教学步骤、内容 师生活动

［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

1、定义：金属阳离子和自由电子的较强的相互作用叫做金属键。

2、成键微粒：金属阳离子和自由电子

［讲］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。

［板书］3、本质：金属阳离子和自由电子间的作用叫静电作用

［讲］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。

2 ［板书］4、特征：没有饱和性和方向性

［讲］金属键的强弱差别很大。例如钠、钾的熔点低，存在的金属键较弱，铬的硬度较大，沸点高，存在的金属键的较强。同主族元素，随着核电荷数的增大，金属原子半径增大，金属键变弱，键能减小；同周期元素，随着核电荷数的增加，金属原子半径减小，金属键增强，键能增大，物质的熔沸点升高。

［板书］5、影响因素：金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目及所带电荷的多少

［强调］金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。由金属键结合成的金属是大分子。

3.3 新题源·课后作业

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)

1.2015·四川成都高二检测下列有关金属的说法不正确的是( )

A．金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关

B．六方最密堆积和面心立方最密堆积的原子堆积方式空间利用率最高

C．钠晶胞结构如图，钠晶胞中每个钠原子的配位数为6

D．温度升高，金属的导电性将减弱

解析：A.金属键是金属离子和自由电子之间的相互作用，接通电源后，自由电子会定向移动形成电流，电子与金属阳离子的碰撞传递能量，金属发生形变，电子和离子之间只会发生滑动，不会破坏金属键，A正确；B.金属的四种堆积分别为简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积，其中简单立方堆积空间利用率最低，其次体心立方堆积，六方最密堆积和面心立方最密堆积空间利用率最高，B正确；C.钠晶胞中每个钠离子的配位数为8，C错误；D.温度升高，金属离子与电子之间碰撞加剧，金属的导电性减弱，D正确。

答案：C

点拨：金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成的，金属晶体的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关。同时要注意晶体中有阳离子，不一定有阴离子。如金属晶体中只有阳离子而无阴离子。但有阴离子的晶体一定有阳离子。

2.2015·青浦区高二检测有关化学键的描述正确的是( )

A．有化学键断裂的过程一定发生了化学反应

B．带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键

C．非金属原子间以共价键结合的物质都是共价化合物

D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关

解析：只有有化学键断裂和化学键形成的过程才发生化学反应，有化学键断裂的过程不一定发生化学反应，如电解质溶于水的过程，A错误；离子键是指带相反电荷的离子之间的相互作用，这种相互作用既包含排斥力也包含吸引力，B错误；非金属原子间以共价键结合的物质不一定是化合物，也可能是单质，如氢气，C错误；金属的性质和金属固体的形成取决于金属键，金属键没有方向性和饱和性，D正确。

高中化学 选修三 第三章 晶体结构与性质

一、晶体常识

1、晶体与非晶体比较

晶体 非晶体

结构特性 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列

性质特性 有自范性、固定熔点，对称性、各向异性 没有自范性、固定熔点，对称性、各向异性

自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。

对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复

各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。

2、获得晶体的三条途径

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。

3、晶胞

晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。

4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法

某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。中学常见的晶胞为立方晶胞。

立方晶胞中微粒数的计算方法如下：

①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8

②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4

③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2

④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1

注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。

二、构成物质的四种晶体

1、四种晶体的比较

晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体

概念 分子间靠分子间作用力结合而形成的晶体 原子间以共价键结合而形成的具有空间网格结构的晶体 金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体

结构 晶体质点(构成粒子) 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子

粒子间的相互作用(力) 分子间作用力 共价键 金属键（静电作用） 离子键

性质 密度 较小 较大 有的很大，有的很小 较大

硬度 一般较软 很硬 一般较硬，少部分软 较硬

熔沸点 很低 很高 一般较高，少部分低 较高