原子半径价电子数晶体的堆积方式

高考化学专题复习—金属晶体的原子堆积模型1、金属能导电的原因是()A．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子2、要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。

金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。

由此判断下列说法正确的是()A.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐升高的C.金属铝的硬度大于金属钠D.金属镁的硬度小于金属钙3、关于体心立方堆积型晶体(如图)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4、金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多金属键越强，与金属阳离子的半径大小也有关，半径越大，金属键越弱。

据此判断下列金属熔点逐渐升高的是()A.Li Na KB.Na Mg AlC.Li Be MgD.Li Na Mg5、对图中某晶体结构的模型进行分析，有关说法正确的是()A.该种堆积方式为六方最密堆积B.该种堆积方式称为体心立方堆积C.该种堆积方式称为面心立方堆积D.金属Mg就属于此种最密堆积方式6、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7、关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是()A.晶胞是六棱柱B.钠、钾、铁采用此种堆积方式C.每个晶胞中含4个原子D.每个晶胞中含5个原子8、几种晶体的晶胞如图所示：晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是()A.碘、锌、钠、金刚石B.金刚石、锌、碘、钠C.钠、锌、碘、金刚石D.锌、钠、碘、金刚石9、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.a为简单立方堆积，b为六方最密堆积，c为体心立方堆积，d为面心立方最密堆积B.每个晶胞含有的原子数分别为a：1个，b：2个，c：2个，d：4个C.晶胞中原子的配位数分别为a：6，b：8，c：8，d：12D.空间利用率的大小关系为a<b<c<d10、如图是金属晶体的面心立方最密堆积形成的晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()A.④④④④④④B.④④④④④④C.④④④④④D.④④④④④④答案及解析1、B 解析：根据电子气理论，电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下发生了定向移动从而导电，B 项正确；有的金属中金属键较强，但依然导电，A 项错误；金属导电是靠自由电子的定向移动，而不是金属阳离子发生定向移动，C 项错误；金属导电是物理变化，而不是失去电子的化学变化，D 项错误。

（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
①配位数： 6
同层4，上下层各1 6
2 1 4 3 1 4
2
3
5
②简单立方晶胞平均占有的原子数目：
1 =1 × 8 8
③金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
2a
3a=4r
2a
④金属原子空间利用率 68%
活动与探究3 三维空间里密置层金属原子的堆积方式
将密置层的小球在一个平面上黏合在一起， 再一层一层地堆积起来（至少堆4层），使 相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？ 注意：堆积方式的周期性、稳定性
A
A
B
B
三维空间里密置层的 金属原子的堆积方式
（2）金属晶体结构与金属导热性的关 系 自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引 起两者能量的交换。当金属某部分受热时，该 区域里的自由电子能量增加，运动速度加快， 通过碰撞，把能量传给金属离子。 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金 属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低 的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
熔点很高的金属：钨（3410℃）
㈡、金属晶体：
概念：金属阳离子和自由电子通过金属键作 用形成的晶体 组成粒子：金属阳离子和自由电子 作用力：金属离子和自由电子之间的较强作 用—— 金属键（电子气理论）
（三）金属晶体的结构与金属性质的内在联系 ⑴、金属晶体结构与金属导电性的关系
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的 运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电 子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导 电。

重点：各类堆积中原子半径（r ）与晶胞棱长（a ）的关系
1.简单立方堆积
两个顶点的原子紧邻，因此a=2r
晶胞的体积=a 3，每个晶胞中平均只含有一个原子，因此原子总体积=43πr 3=16
πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=16
π=52.3% 2.体心立方堆积
体对角线的三个原子紧邻，因此4r= 3 a ，即a=43
3 r 晶胞的体积=a 3，每个晶胞中平均含有2个原子，因此原子总体积=2×43
πr 3=38πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=38π=68%
3.面心立方最密堆积
面对角线的三个原子紧邻，因此4r= 2 a ，即a=2 2 r
晶胞的体积=a 3，每个晶胞中平均含有4个原子，因此原子总体积=4×43
πr 3=26πa 3 空间利用率=原子总体积÷晶胞体积=26π=74%
六方最密堆积的晶胞如果按照课件上的六棱柱比较容易理解，课本上采用的平行六面体晶胞相当于取了六棱柱的三分之一，也就是两个相邻的正三棱柱组合起来。

体心的原子并不是位于平行六面体的正中心，而是位于其中一个三棱柱的正中心。

各类堆积形式的典型金属（高考可能不给具体的晶胞直接考查结构）
简单立方堆积：钋（就一个，比较好记）
体心立方堆积：碱金属加上用量最大的金属铁
面心立方最密堆积：金、银、铜（记成奖牌的三种材质就行了）
六方最密堆积：镁、锌、钛（重点记住这个就行了）
石墨的结构和性质参考课本和课件，也要熟练掌握。

金属晶体堆积方式 的研究意义和展望
提高材料的力学性能，如强度、硬度、韧性等 优化材料的电学、热学和磁学性能 实现材料的功能化与智能化，如传感器、驱动器等 探索新型材料，推动科技进步和产业发展
金属晶体堆积方 式的研究有助于 深入理解物质结 构和性质
金属晶体堆积方 式的多样性是决 定金属材料性能 的重要因素
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金属晶体的堆积方式会影响其物理 性质，如导电性、热导率等。
了解金属晶体的堆积方式对于材料 性能的优化和新型材料的开发具有 重要的意义。
特点：金属晶体堆积方式具有高度 的对称性和规则性，不同金属晶体 堆积方式的差异较大。
影响因素：金属晶体堆积方式受金 属原子半径、金属键类型等因素影 响。
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应用：金属晶体堆积方式对金属的 物理性质和化学性质有重要影响， 如导电性、耐腐蚀性等。
实验研究：通过X射线衍射、中子 衍射等实验手段研究金属晶体堆积 方式。
金属晶体堆积方式在材料科学中的应用 金属晶体堆积方式在电子器件制造中的应用 金属晶体堆积方式在航空航天领域的应用 金属晶体堆积方式在生物医学领域的应用
金属晶体堆积方式的形成原因 是为了实现空间利用率的最大 化。
通过合理的堆积方式，金属晶 体可以获得更高的密度和更强
的机械性能。
金属晶体堆积方式的形成还受 到金属原子间相互作用力的影
响。
金属晶体堆积方式 的特点和应用
金属晶体堆积方式的特点包括周期 性、对称性和密堆积等。
金属晶体的堆积方式在材料科学和 工程领域具有广泛的应用，如金属 材料、催化剂等。
热性能。
金属晶体的堆 积方式决定了 其物理和化学