金屬晶體與離子晶體第1課時 金屬晶體 課件

第2節(jié)金屬晶體與離子晶體

第1課時金屬晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解金屬晶體的概念、構(gòu)成及物理性質(zhì)。2.能用金屬鍵理論解釋金屬晶體的物理性質(zhì)。3.了解金屬晶體中晶胞的堆積方式。

課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案探究整合應(yīng)用第1課時課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)1．金屬晶體的概念：金屬晶體是指__________通過__________形成的晶體。金屬鍵為金屬晶體中___________和___________之間的強烈的相互作用。金屬原子金屬鍵金屬陽離子自由電子1．金屬鍵是怎樣形成的？【提示】金屬單質(zhì)都是由金屬原子以某種一定的排列形式緊密堆積而形成的晶體。由于金屬原子價電子數(shù)較少，容易失去電子成為金屬陽離子，金屬原子釋放出的價電子并不專屬于某個特定的金屬離子，而為許多金屬離子所共有，它們在整個晶體里自由地運動著，稱之為自由電子，自由電子與金屬離子之間存在的較強的作用力，叫金屬鍵。思考感悟2．結(jié)構(gòu)型式面心立方最密堆積A1體心立方密堆積A2六方最密堆積A3結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)____________________________實例Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、PtLi、Na、K、Ba、W、FeMg、Zn、Ti128122.(1)金屬晶體都是純凈物嗎？(2)金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么區(qū)別？【提示】

(1)金屬晶體包括金屬單質(zhì)及其合金，合金是混合物。(2)金屬導(dǎo)電一般為物理變化，僅僅是自由電子的定向移動，而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是其被電解的過程，是化學(xué)變化。思考感悟相對滑動排列方式化學(xué)鍵自由電子定向移動3．物理性質(zhì)3．Na、Mg、Al三種金屬哪種金屬的熔、沸點最高，為什么？【提示】熔點從高到低排列順序為Al＞Mg＞Na，由于其電子層數(shù)相同，半徑r(Al)＜r(Mg)＜r(Na)，價電子數(shù)Na＜Mg＜Al，故金屬鍵Al＞Mg＞Na，所以熔、沸點Al＞Mg＞Na。思考感悟自主體驗1．金屬的下列性質(zhì)中，與自由電子無關(guān)的是(

)A．密度大小B．容易導(dǎo)電C．延展性好D．易導(dǎo)熱解析：選A。密度的大小與晶體內(nèi)微粒的排列順序有關(guān)。2．在金屬晶體中最常見的三種堆積方式有：(1)配位數(shù)為8的是____________密堆積。(2)配位數(shù)為____________的是面心立方最密堆積。(3)配位數(shù)為____________的是____________堆積。其中以…ABAB…方式堆積的________________和以…ABCABC…方式堆積的____________空間利用率相等，就堆積層來看，二者的區(qū)別是在第____________層。解析：要熟記金屬晶體中最常見的三種堆積方式中，各種堆積方式的不同特點。答案：(1)體心立方(2)12

(3)12六方最密六方最密堆積面心立方最密堆積三課堂互動講練要點一金屬晶胞的排列方式金屬晶體是由若干個能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的單元晶胞排列形成的。不同的金屬，晶胞在其內(nèi)部有不同的排列方式，大致可以分為三類。1．六方最密堆積類型(A3)常見金屬如：鎂、鋅、鈦等。2．面心立方最密堆積類型(A1)常見金屬如：金、銀、銅、鋁等。3．體心立方密堆積類型(A2)常見金屬如：鋰、鈉、鉀等。

關(guān)于金屬晶體的體心立方密堆積的結(jié)構(gòu)型式的敘述中，正確的是(

)A．晶胞是六棱柱B．屬于A2型密堆積C．每個晶胞中含4個原子D．每個晶胞中含5個原子例1【答案】

B變式訓(xùn)練1金屬原子在二維空間里的放置有下圖所示的兩種方式，下列說法中正確的是(

)A．圖(a)為非密置層，配位數(shù)為6B．圖(b)為密置層，配位數(shù)為4C．圖(a)在三維空間里堆積可得鎂型和銅型D．圖(b)在三維空間里堆積僅得簡單立方解析：選C。金屬原子在二維空間里有兩種排列方式，一種是密置層排列，一種是非密置層排列。密置層排列的空間利用率高，原子的配位數(shù)為6，非密置層的配位數(shù)較密置層小，為4。由此可知，圖中(a)為密置層，(b)為非密置層。密置層在三維空間堆積可得到鎂型和銅型兩種堆積模型，非密置層在三維空間堆積可得簡單立方和鉀型兩種堆積模型。所以，只有C選項正確。要點二金屬晶體性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系1．金屬晶體的性質(zhì)(1)導(dǎo)電性金屬晶體中存在許多自由電子，這些自由電子在整個晶體中自由運動是沒有方向性的，但在外加電場的作用下，自由電子就會發(fā)生定向移動形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。(2)導(dǎo)熱性自由電子在運動時與金屬離子碰撞而引起能量的交換，從而使能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。(3)延展性大多數(shù)金屬具有較好的延展性，與金屬離子和自由電子之間的較強作用有關(guān)。當(dāng)金屬受到外力時，晶體中的各離子層就會發(fā)生相對滑動，由于金屬離子與自由電子之間的相互作用沒有方向性，受到外力后，相互作用沒有被破壞，金屬雖然發(fā)生了形變但不會導(dǎo)致斷裂。(4)顏色由于金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光輻射到它的表面上時，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，這就使得絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色以至銀白色光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時，金屬的晶面取向雜亂，晶格排列得不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。2．金屬熔、沸點高低的比較(1)同周期金屬單質(zhì)，從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點升高。(2)同主族金屬單質(zhì)，從上到下(如堿金屬)熔、沸點降低。(3)一般來說，合金的熔、沸點比其各成分金屬的熔、沸點低。(4)金屬晶體熔點差別很大，如汞常溫為液體，熔點很低(－38.9℃)，而鐵等金屬熔點很高(1535℃)。特別提醒：(1)金屬晶體在受外力作用時，各層之間發(fā)生相對滑動，但金屬鍵并沒有被破壞；(2)金屬晶體中只有金屬陽離子，無陰離子。物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論指出：金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強烈相互作用，叫金屬鍵。金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔、沸點越高。根據(jù)研究表明，一般來說，金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強。由此判斷下列說法正確的是(

)A．鎂的硬度大于鋁B．鎂的熔、沸點低于鈣C．鎂的硬度小于鉀D．鈣的熔、沸點高于鉀例2【思路點撥】解答本題時要注意以下兩點：(1)金屬晶體熔、沸點高低決定于金屬鍵的強弱。(2)金屬陽離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬鍵越強。【解析】此題考查的是金屬晶體的性質(zhì)，如硬度、熔、沸點的比較，比較依據(jù)：看價電子數(shù)和原子半徑，鎂和鋁，價電子數(shù)Al＞Mg，原子半徑Al＜Mg，晶體中的金屬鍵Al＞Mg。鎂和鈣，原子半徑Mg＜Ca，晶體中的金屬鍵Mg＞Ca。鎂和鉀，價電子數(shù)Mg＞K，原子半徑Mg＜K；鈣和鉀，價電子數(shù)Ca＞K，原子半徑Ca＜K，晶體中的金屬鍵Mg＞K、Ca＞K，故選D?！敬鸢浮?/p>

D【規(guī)律方法】金屬晶體的熔點變化規(guī)律(1)一般情況下(同類型的金屬晶體)，金屬晶體的熔點由金屬陽離子半徑、所帶的電荷數(shù)、自由電子的多少決定。陽離子半徑越小，所帶的電荷數(shù)越多，自由電子越多，相互作用力就越大，熔點就會相應(yīng)升高。例如：熔點K＜Na＜Mg＜Al，Li＞Na＞K＞Rb＞Cs。(2)一般合金的熔、沸點比各成分金屬的熔、沸點低。晶體鎂的原子堆積方式是什么？配位數(shù)是多少？(2)同主族元素金屬鍵越強金屬越活潑嗎？【提示】

(1)金屬鎂為六方最密堆積，配位數(shù)為12。(2)同主族元素從上到下金屬鍵越來越弱，金屬性反而越來越強?；犹骄孔兪接?xùn)練2下列4種有關(guān)性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是(

)A．由分子間作用力結(jié)合而成，熔點低B．固體或熔融后易導(dǎo)電，熔點在1000℃左右C．由共價鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點高D．固體不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電解析：選B。B中固體能導(dǎo)電，熔點在1000℃左右，應(yīng)為金屬晶體。探究整合應(yīng)用如下圖所示為一個金屬銅的晶胞的切割示意圖，該晶胞的邊長為3.62×10－10m，每一個銅原子的質(zhì)量為1.0552×10－25kg。試回答下列問題：(1)一個晶胞中“實際”擁有的銅原子數(shù)是多少？