版高中化學(xué)選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章第三節(jié)金屬晶體(時(shí))

江西省教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃2012年度課題《基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫(kù)的建設(shè)與應(yīng)用研究》

（課題編號(hào)：GDK-2012-G-72883）

主持人：桂耀榮2023/2/41江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體第2課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2023/2/42江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮二、金屬晶體的原子堆積模型1、幾個(gè)概念配位數(shù)：在晶體中與每個(gè)微粒緊密相鄰且距離相等的微粒個(gè)數(shù)空間利用率：晶體的空間被微粒占滿(mǎn)的體積百分?jǐn)?shù)用來(lái)表示緊密堆積程度金屬晶體的原子堆積模型緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間2023/2/43江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬原子盡可能地互相接近，盡量占據(jù)較小的空間。

——緊密堆積金屬晶體的原子堆積模型2023/2/44江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮活動(dòng)與探究1：

平面上金屬原子緊密排列的方式

從藍(lán)色盒子里取出：4組乒乓球（3個(gè)排成一條直線(xiàn)的）將乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面緊密接觸，有哪些排列方式？金屬晶體的原子堆積模型2023/2/45江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮平面上金屬原子緊密排列的兩種方式配位數(shù)為4配位數(shù)為61122334456金屬晶體的原子堆積模型2023/2/46江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮4個(gè)小球形成一個(gè)四邊形空隙，一種空隙。金屬晶體的原子堆積模型2023/2/47江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮3個(gè)小球形成一個(gè)三角形空隙，兩種空隙。一種：△

見(jiàn)“

”另一種：▽

見(jiàn)“

”

金屬晶體的原子堆積模型2023/2/48江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮平面上金屬原子緊密排列的兩種方式非密置層放置密置層放置配位數(shù)為4配位數(shù)為61122334456金屬晶體的原子堆積模型2023/2/49江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮2、金屬晶體的原子在二維平面堆積模型

金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平面上排列，有兩種排布方式，按（b）圖方式排列，圓球周?chē)Ｓ嗫障蹲钚。Q(chēng)為密置層；按（a）圖方式排列，剩余的空隙較大，稱(chēng)為非密置層。（a）非密置層

（b）密置層a:配位數(shù)4b:配位數(shù)6金屬晶體的原子堆積模型2023/2/410江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮3、金屬晶體的原子在三維空間堆積模型金屬晶體的原子堆積模型2023/2/411江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮活動(dòng)與探究2

三維空間里非密置層金屬原子的堆積方式

先將兩組小球以非密置層的排列方式排列在一個(gè)平面上：在其上方再堆積一層非密置層排列的小球，使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？金屬晶體的原子堆積模型2023/2/412江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三維空間里非密置層的

金屬原子的堆積方式（1）第二層小球的球心正對(duì)著第一層小球的球心

（2）第二層小球的球心正對(duì)著第一層小球形成的空穴

金屬晶體的原子堆積模型2023/2/413江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮簡(jiǎn)單立方晶胞（1）簡(jiǎn)單立方堆積Po金屬晶體的原子堆積模型2023/2/414江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮①配位數(shù)：12341234566同層4，上下層各1金屬晶體的原子堆積模型2023/2/415江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮②金屬原子半徑r與正方體邊長(zhǎng)a的關(guān)系：aaaaa=2r金屬晶體的原子堆積模型2023/2/416江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮③簡(jiǎn)單立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=1金屬晶體的原子堆積模型2023/2/417江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮簡(jiǎn)單立方堆積的空間占有率=52%球半徑為r正方體邊長(zhǎng)為a=2r金屬晶體的原子堆積模型2023/2/418江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮體心立方晶胞（2）體心立方堆積（鉀型）金屬晶體的原子堆積模型2023/2/419江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮①配位數(shù)：812345678上下層各4金屬晶體的原子堆積模型2023/2/420江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮②金屬原子半徑r與正方體邊長(zhǎng)a的關(guān)系：aaaa2ab=4rb=3aa=4r3b2a金屬晶體的原子堆積模型2023/2/421江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮③體心立方晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=2+1金屬晶體的原子堆積模型2023/2/422江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮體心立方堆積的空間占有率=68%體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為c面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為b棱線(xiàn)長(zhǎng)為a球半徑為rc2=b2+a2

b2=a2+a2

c=4r(4r)2=3a2金屬晶體的原子堆積模型2023/2/423江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬晶體的原子堆積模型2023/2/424江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮活動(dòng)與探究3

三維空間里密置層金屬原子的堆積方式

將密置層的小球在一個(gè)平面上黏合在一起，再一層一層地堆積起來(lái)（至少堆4層），使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？注意：堆積方式的周期性、穩(wěn)定性AABB金屬晶體的原子堆積模型2023/2/425江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三維空間里密置層的

金屬原子的堆積方式（1）ABAB…堆積方式（2）ABCABC…堆積方式金屬晶體的原子堆積模型2023/2/426江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮123456123456AB第二層小球的球心對(duì)準(zhǔn)第一層的1、3、5

位（▽?zhuān)┗驅(qū)?zhǔn)2、4、6

位（△）。關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。俯視圖金屬晶體的原子堆積模型2023/2/427江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮前視圖ABABA（1）ABAB…堆積方式第三層小球?qū)?zhǔn)第一層的小球。每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期地緊密堆積。123456金屬晶體的原子堆積模型2023/2/428江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮（2）ABCABC…堆積方式第三層小球?qū)?zhǔn)第一層小球空穴的2、4、6位。第四層同第一層。每三層形成一個(gè)周期地緊密堆積。123456123456ABABCA123456前視圖C金屬晶體的原子堆積模型2023/2/429江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮俯視圖：ABAB…堆積方式ABCABC…堆積方式金屬晶體的原子堆積模型2023/2/430江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮（1）ABAB…堆積方式——六方緊密堆積（鎂型）金屬晶體的原子堆積模型2023/2/431江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮12345678910111212①配位數(shù)：123456同層6，上下層各3金屬晶體的原子堆積模型2023/2/432江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮②六方緊密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：61×12=6+3+21×2金屬晶體的原子堆積模型2023/2/433江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬晶體的原子堆積模型2023/2/434江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮（2）ABCABC…堆積方式——面心立方緊密堆積（銅型）ABC金屬晶體的原子堆積模型2023/2/435江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮12345678910111212①配位數(shù)：同層6，上下層各3123456金屬晶體的原子堆積模型2023/2/436江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮②面心立方緊密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：81×8=4+21×6金屬晶體的原子堆積模型2023/2/437江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮立方面心最密堆積的空間占有率=74%金屬晶體的原子堆積模型2023/2/438江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬晶體的四種堆積模型對(duì)比堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單立方鉀型(bcp)鎂型(hcp)銅型(ccp)閱讀課文Ｐ76《資料卡片》，并填寫(xiě)下表金屬晶體的原子堆積模型2023/2/439江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮簡(jiǎn)單立方鉀型（體心立方密堆積）鎂型（六方最密堆積）鎂型（六方最密堆積）金屬晶體的原子堆積模型2023/2/440江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮堆積方式晶胞類(lèi)型空間利用率配位數(shù)實(shí)例面心立方最密堆積簡(jiǎn)單立方堆積體心立方密堆積六方最密堆積面心立方六方體心立方簡(jiǎn)單立方74%74%68%52％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo金屬晶體的四中堆積模型對(duì)比金屬晶體的原子堆積模型2023/2/441江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體金屬晶體的原子堆積模型2023/2/442江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮思考題（1）六方緊密堆積的晶胞中：金屬原子的半徑r與六棱柱的邊長(zhǎng)a、高h(yuǎn)有什么關(guān)系？（2）面心立方緊密堆積的晶胞中：金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a有什么關(guān)系？金屬晶體的原子堆積模型2023/2/443江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬原子的半徑r與六棱柱的邊長(zhǎng)a、高h(yuǎn)的關(guān)系a=2rahh=a632金屬晶體的原子堆積模型2023/2/444江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系a=4r2aaaaa金屬晶體的原子堆積模型2023/2/445江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮1、金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（）

A.金屬離子間的相互作用

B.金屬原子間的相互作用

C.金屬離子與自由電子間的相互作用

D.金屬原子與自由電子間的相互作用2、金屬能導(dǎo)電的原因是（）

A.金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用較弱

B.金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)

C.金屬晶體中的金屬陽(yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)

D.金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子CB金屬晶體的原子堆積模型2023/2/446江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮3、下列敘述正確的是（）

A.任何晶體中，若含有陽(yáng)離子也一定含有陰離子

B.原子晶體中只含有共價(jià)鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵

D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵4、為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下卻升高？B金屬晶體的原子堆積模型2023/2/447江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮5、下列生活中的問(wèn)題，不能用金屬鍵知識(shí)解釋的是（）

A.用鐵制品做炊具

B.用金屬鋁制成導(dǎo)線(xiàn)

C.用鉑金做首飾

D.鐵易生銹D金屬晶體的原子堆積模型2023/2/448江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮6、下列物質(zhì)中含有金屬鍵的是()A.金屬鋁B.合金C.NaOHD.NH4ClAB金屬晶體的原子堆積模型2023/2/449江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮7、金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬價(jià)電子數(shù)的多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；與金屬陽(yáng)離子的半徑大小也有關(guān)，金屬陽(yáng)離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列金屬熔點(diǎn)逐漸升高的是（）A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMgB金屬晶體的原子堆積模型2023/2/450江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮8、下列有關(guān)金屬晶體敘述正確的是（）A.常溫下金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B.金屬離