辽宁省葫芦岛市第八高级中学高中化学《3.3 金属晶体》学案 新人教版选修3

第三节金属晶体
【学习目标】
1.知道金属键的涵义
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．
【课前预习】
一、金属键
1．本质
描述金属键本质的最简单的理论是____________理论。

该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的_________形成遍布整块晶体的___________,被所有原子所共有，从而把所有的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_________。

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3．“电子气”理论的应用
(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______________,但不会改变原来的______________,而且弥漫在原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间的
___________的作用,所以金属材料有良好的延展性。

(2)导电性:在外加电场的作用下，金属晶体中的__________做____________而形成电流，呈现良好的导电性。

(3)导热性：金属的热导率随温度升高而______,是电子气中的____________在热的作用下_______________频繁碰撞的结果。

金属键的强度差别_________.例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而_____是熔点最高,硬度最大的金属,这是由于_____________________________的缘故. 铝硅合金在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。

在①铝②硅③铝硅合金三种晶体中，它们的熔点从低到高的顺序是_______________。

二、金属晶体的原子堆积模型
1．.二维空间模型
金属原子在二维平面里有两种方式为__________和__________,其配位数分别为______和________.
2．.三维空间模型
（1）简单立方堆积
相邻__________原子的原子核在_______________的堆积，空间利用率太低，只有金属
_____采用这种堆积方式，一个晶胞含有_______个原子，配位数是________。

（2）体心立方堆积
这种堆积方式所得的晶胞含_____个原子，一个原子在立方体的_______,另一个原子在立方体的________。

其空间利用率比简单立方堆积______,___________金属属于这种堆积方式,配位数是________。

（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__________的堆积方式堆积而成，其配位数均为________。

六方最密堆积：按_______方式堆积，___________金属属于这种堆积方式；而面心立方最密堆积按____
方式堆积，___________金属属于这种堆积方式。

三、石墨——混合晶体
1．同层内，碳原子采用______杂化，形成________平面网状结构。

层与层之间以_________________维系。

2．晶体类型石墨晶体中，既有___________.，又有___________，还有________________，属于_______________。

【过关检测】
1．(2011年北京海淀区高二检测)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2．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
3．金属具有的通性是 ( )
①具有良好的导电性②具有良好的导热性③具有延展性④都具有较高的熔点
⑤通常状况下都是固体⑥都具有很大的硬度
A．①②③B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①③⑤
4．金属晶体的形成是因为晶体中存在 ( ) A．金属离子间的相互作用 B．金属原子间产生相互作用
C．金属离子与自由电子间的相互作用 D．金属原子与自由电子间的相互作用
5．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
6．金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( ) A．易导电 B．易导热 C．有延展性 D．易锈蚀
7．下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( ) A．白磷 B．氦 C．金刚石 D．金属镁
8．下列叙述正确的是（）
A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
B．原子晶体中只含有共价键
C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键
9．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
10． (2011年中山高二检测)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11．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
12．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——体心立方堆积——74%——12
C．锌Zn——六方最密堆积——68%——8
D．银Ag——面心立方最密堆积——68%——12
13．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如
图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是 ( )
A．10个B．18个 C．24个D．14个
14．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（）
A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al
15．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
16．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ( )
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
17．在a mol金刚石中含C—C键数为 ( ) A．4a×6.02×1023B．a×6.02×1023 C．2a×6.02×1023 D．8a×6.02×1023
18．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
19．(2011年广州高二检测)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为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积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
20．在核电荷数1～18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________。

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______。

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______。

(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
__________________。

22．铝单质的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。

若已知铝原子半径为d，N A表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为M，则该晶体的密度可表示为
23．(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是
________。

(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

②该晶胞称为________。

(填序号)
A．六方晶胞 B．体心立方晶胞 C．面心立方晶胞
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/cm3，则阿伏加德罗常数为________(用a、ρ表示)。