2016-2017年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.3金屬晶體(第2課時(shí))金屬晶體(2)新人

1、第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體第 2 課時(shí)金屬晶體（2）知識(shí)歸納1 有關(guān)原子堆積模型的幾個(gè)重要概念（1 ）緊密堆積微粒間的作用力使微粒盡可能地相互接近，使它們占有最小空間。（2）空間利用率空間被晶格質(zhì)點(diǎn)占據(jù)的百分?jǐn)?shù)。用來表示 _的程度。（3）配位數(shù)在緊密堆積中，一個(gè)原子或離子周圍距離最近且相等的原子或離子數(shù)目稱為配位數(shù)。2 .金屬原子在二維平面中放置的方式將金屬晶體中的原子看成直徑相等的球體，并把它們放置在平面內(nèi)（即二維空間里），則有兩種排列方式：按圖 方式排列，圓球周圍剩余空隙較大，稱為 _ ，配位數(shù)為 4;而按圖（b）方式排列，圓球周圍剩余的空隙較小，稱為密置層，配位數(shù)為 _。伍）非密

2、曽層伍）非密曽層山）密置層山）密置層3 金屬晶體中的原子在空間中的堆積方式金屬晶體可看成金屬原子在三維空間中堆積而成。金屬原子有如下4 種基本模式。（1）簡單立方堆積（非密置層）相鄰非密置層原子的原子核在同一直線上堆積。這種堆積方式形成的晶胞是1 個(gè)立方體，每個(gè)晶胞只含1個(gè)原子，稱為簡單立方堆積，如圖所示。這種堆積方式的空間利用率_ ， 只有金屬釙（Po） 采取這種堆 積方式。2（2）體心立方堆積（非密置層）非密置層的另一種堆積方式是將上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，并使非密置層的原子稍稍分離，每層均照此堆積，如圖所示。雷更一舞* 33這種堆積方式所得的晶胞是一個(gè)含有兩個(gè)原子的立方

3、體，一個(gè)原子在立方體的頂角，另一個(gè)原子在立方體的中心，稱為_ 。這種堆積方式的空間利用率要比簡單立方堆積的，許多金屬是這種堆積方式，如堿金屬，因此該種堆積方式還被稱為鉀型，采取該堆積方式的金屬還有Fe 等。（3）六方最密堆積和面心立方最密堆積（都為密置層堆積）密置層的原子按體心立方堆積的方式堆積，會(huì)得到兩種基本堆積方式一一六方最密堆積和面心立方最密堆積，這兩種堆積方式都是金屬晶體的最密堆積，配位數(shù)均為12。1六方最密堆積 如圖所示，按 ABABAB的方式堆積。六方最密堆積六方最密堆積2面心立方最密堆積如圖所示，按 ABCABCABC的方式堆積。3面心走方最岳堆積【答案】1. (2)緊密堆積 2

4、 .非密置層 6 3 . (1)很低 (2)體心立方堆積 高知識(shí)重點(diǎn)堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞非密置層簡單立方堆積Po(釙)52%61bIJjjhE F- i/7體心立方堆積Na、K、Fe68%8嚴(yán)7密置層六方最密堆積Mg Zn、Ti74%121:i7面心立方最密堆積Cu Ag、Au74%1211典例4(1)_ 四種堆積模型的堆積名稱依次是(2)如圖所示甲中的堆積方式，_ 空間利用率為 _ ，只有金屬采用這種堆積方式。金屬晶體的四種堆積模型對比金屬晶體的原子堆積方式常有以下四種方式，請認(rèn)真觀察下列模型，回答下列問題:5（3）如圖所示乙與丙中兩種堆積方式中金屬原子的配位數(shù)

5、 _ （填“相同”或“不相同”）;乙中的空間利用率為 _。（4）采取丁中堆積方式的金屬通常有 _ （任寫三種金屬元素的符號(hào)），每個(gè)晶胞中所含有的原子數(shù)為_【解【解析】（1）甲中的堆積方式是將非密置層的金屬原子上下對齊，形成的晶胞是的每個(gè)頂角有 1 個(gè)金屬原子，稱為簡單立方堆積。乙和丙中都是密置層原子的堆積方式，乙中上面A 層和下面 A 層的 3 個(gè)原子組成的三角形方向相同，稱為六方最密堆積。丙中A 層和 C 層的 3 個(gè)原子組成的三角形方向相反，稱為面心立方最密堆積。丁中的堆積方式是將非密置層的上層金屬原子填入下層金屬原子形成的凹穴中，每層均照此堆積，形成的晶胞是1 個(gè)立方體，在立方體的每個(gè)頂

6、角有1 個(gè)原子，立方體的中心含有 1 個(gè)金屬原子，稱為體心立方堆積。（2） 簡單立方堆積的空間利用率最低，為52%采取這種堆積方式的只有Po。（3） 乙和丙中兩種堆積方式，金屬原子的配位數(shù)均為12,且其空間利用率均為 74%（4） 丁中是體心立方堆積，采取這種堆積方式的金屬有K、Na、Fe 等。用“均攤法”可求得每個(gè)晶胞中含1有金屬原子的個(gè)數(shù)為 1+8X-=2。8【答案】（1）簡單立方堆積六方最密堆積面心立方最密堆積體心立方堆積（2）52% Po（3） 相同74%（4） K、Na、Fe 2好題1 個(gè)立方體，在立方體61 下列有關(guān)金屬晶體的堆積模型的說法正確的是A.金屬晶體中的原子在二維空間有三

7、種放置方式B.金屬晶體中非密置層在三維空間可形成兩種堆積方式，其配位數(shù)都是C. 六方最密堆積和面心立方最密堆積是密置層在三維空間形成的兩種堆積方式D. 金屬晶體中的原子在三維空間的堆積有多種方式、其空間利用率相同2 金屬晶體堆積密度大，原子配位數(shù)高，能充分利用空間的原因是A.金屬原子的價(jià)電子數(shù)少B.金屬晶體中有自由電子C.金屬原子的原子半徑大D.金屬鍵沒有飽和性和方向性3 .已知某金屬晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則在該晶胞中所含金屬原子的配位數(shù)為A. 6 B. 8C. 8D. 124 關(guān)于如圖所示堆積模型的說法不正確的是A. 此種最密堆積為面心立方最密堆積B.該種堆積方式空間利用率為74%c.該種

8、堆積方式可用符號(hào)“ “咋血:址二心”表示D.金屬 Mg 就屬于此種最密堆積5.關(guān)于金屬晶體的六方最密堆積的結(jié)構(gòu)型式的敘述正確的是A.晶胞是六棱柱B.晶胞是平行六面體C.每個(gè)晶胞中含 4 個(gè)原子 D.每個(gè)晶胞中含 17 個(gè)原子6 .金屬晶體的堆積方式、空間利用率和配位數(shù)關(guān)系正確的是A.釙 Po簡單立方堆積 52%6B.鈉 N鉀型 74%127C.鋅 Zn鎂型一一 68%8D.銀 Ag銅型 74%87 .已知下列金屬晶體：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg Zn、Au,其堆積方式為:81簡單立方堆積的是_ ;2體心立方堆積的是_ ;3六方最密堆積的是 _ ;4面心立方最密堆積的是 _8 下列對各組物

9、質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是A. 熔點(diǎn)：LiNaCuAIFeC. 密度：NaMgAID. 空間利用率：體心立方堆積 六方最密堆積 面心立方最密堆積9.金晶體的晶胞為面心立方堆積，如圖所示。設(shè)金原子的直徑為d,用 M 表示阿伏加德羅常數(shù)，在立方體的各個(gè)面的對角線上 3 個(gè)金原子彼此兩兩相切，M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯(cuò)誤的是A.金晶體每個(gè)晶胞中含有4 個(gè)金原子B. 金屬鍵無方向性，金屬原子盡可能采取密堆積C. 一個(gè)晶胞的體積是 16、. 2d310.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式：六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方密堆積,圖(a)、(b)、(c)分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu)。D.金晶體

10、的密度是、2MNAd39(1) 其晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為II10（2） 三種堆積方式實(shí)質(zhì)是金屬陽離子的堆積方式，那么自由電子有無確切的堆積方式?_ （填“有”或“無”）。（3） 影響金屬晶體熔點(diǎn)的主要因素是 _。參考答案1.【答案】C【解析】金屬晶體中的原子在二維空間只有密置層和非密置層兩種排列方式，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；非密置層在三維空間可形成簡單立方堆積和體心立方堆積兩種堆積方式，其配位數(shù)分別是6 和 8, B 項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬晶體中的原子在三維空間有四種堆積方式，其中六方最密堆積和面心立方最密堆積的空間利用率較高，故C項(xiàng)正確，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2 .【答案】D【解析】晶體采取緊密堆積的原因是形成晶體的作用力

11、無方向性和飽和性，這樣能充分利用空間。3 .【答案】D【解析】在該晶胞中，與每個(gè)頂點(diǎn)的原子距離相等且最近的原子共有12 個(gè)，因此其配位數(shù)為 12。4 【答案】D【解析】從圖示可看出，該堆積模型的第一層和第四層重復(fù)，可用符號(hào)“空謂”表示，屬于面心立方最密堆積，空間利用率為74%而 Mg 屬于六方最密堆積，所以 D 項(xiàng)不正確。5.【答案】B1【解析】金屬晶體的六方最密堆積結(jié)構(gòu)型式的晶胞是六棱柱的丄丄一一平行六面體，有 8 個(gè)頂點(diǎn)和 1 個(gè)內(nèi)3部原子，每個(gè)晶胞實(shí)際擁有 2 個(gè)原子。6 .【答案】A【解析】根據(jù)常見金屬晶體的堆積模型，簡單立方體堆積只有Po;鉀型有 Na K、Fe 等，空間利用率68%

12、配位數(shù) 8，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂型有 Mg Zn、Ti 等，空間利用率為 74%配位數(shù) 12,故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；銅 型有 Cu、Ag、Au 等，空間利用率為 74%配位數(shù) 12,故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤。7 .【答案】 PoNa、K、FeMg ZnCu、Au【解析】簡單立方堆積的空間利用率太低，只有金屬Po 采取這種方式。體心立方堆積是上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，這種堆積方式的空間利用率比簡單立方堆積的高，多數(shù)金屬是這種堆11積方式。六方最密堆積按 ABAB方式堆積，面心立方最密堆積按ABCABC方式堆積，六方最密堆積常見金屬為 Mg Zn、Ti，面心立方最密堆積常見金屬為Cu、Ag、Au。

13、LK札1【答案】B【解析】同主族的金屬單質(zhì)，原子序數(shù)越大，熔點(diǎn)越低，這是因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)電子數(shù)相同，隨著原子半徑的增大，金屬鍵逐漸減弱，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；Na Mg Al 是同周期的金屬單質(zhì)，密度逐漸增大，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；不同堆積方式的金屬晶體空間利用率分別是簡單立方堆積52%體心立方堆積 68%六方最密堆積和面心立方最密堆積均為 74% D 項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾【解【解析】因?yàn)槭敲嫘牧⒎阶蠲芏逊e，故每個(gè)晶胞中含有金原子數(shù)為2無方向性，金屬原子盡可能采取密堆積，B 項(xiàng)正確；因?yàn)榱⒎襟w的各個(gè)面的對角線上18X +1=2。其原子個(gè)數(shù)比為8(2)由于金屬晶體中的自由電子不屬于每個(gè)固定的原子，而且是在整個(gè)晶體中自由移動(dòng)，故自由電子無確切的堆積方式。(3)金屬晶體是由金屬鍵相互結(jié)合而成，金屬鍵的強(qiáng)弱直接影響金屬晶體的熔點(diǎn)。金屬