3.3 金屬晶體 第1時 金屬鍵、金屬晶體的原子堆積模型 學案（人教版選修3）

[目標要求]　1.掌握金屬鍵的含義和金屬晶體的結構特點。2.能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質。3.掌握金屬晶體的原子堆積模型的分類及結構特點。

一、金屬鍵
1．本質
描述金屬鍵本質的最簡單理論是“________理論”。該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下的__________形成遍布整塊晶體的“__________”，被所有原子所共用，從而把所有金屬原子維系在一起。
2．金屬晶體
在金屬單質的晶體中，原子之間以________相互結合，構成金屬晶體的粒子是___和____________。
3．金屬鍵的強度差別________，例如，金屬鈉的熔點較低，硬度較小，而鎢是熔點最高的金屬，這是由于________________________不同的緣故。一般說，金屬的____________越小，金屬鍵越強，金屬的____________越多，金屬鍵越強。
4．金屬材料有良好的延展性，由于金屬鍵________方向性，當金屬受到外力作用時，____________________________________而不會破壞金屬鍵；金屬材料有良好的導電性是由于金屬晶體中的________________________________________發(fā)生定向移動；金屬的熱導率隨溫度升高而降低是由于在熱的作用下，________________________頻繁碰撞，阻礙了____________________的傳遞。
二、金屬晶體的原子堆積模型
金屬原子在二維平面里有兩種排列方式，一種是“____________”(填“密置層”或“非密
置層”)，其配位數為______；另一種是____________(填“密置層”或“非密置層”)，其配位數為____。金屬晶體可看作是金屬原子在________空間中堆積而成，有如下基本模式：
1．簡單立方堆積
是按“____________”(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成，其空間利用率____________，晶胞構成：一個立方體，____個原子，如________。
2．體心立方堆積
是按____________(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成，晶胞構成：________
立方，________個原子，如堿金屬。
3．六方最密堆積和面心立方最密堆積
六方最密堆積和面心立方最密堆積是按照______________(填“密置層”或“非密置層”)的堆積方式堆積而成，配位數均為____，空間利用率均為______。
六方最密堆積：按________________方式堆積；面心立方最密堆積：按________________方式堆積。
三、石墨——混合晶體
1．結構特點——層狀結構
(1)同層內，碳原子采用________雜化，以________________相結合，形成____________平面網狀結構。所有碳原子的2p軌道平行且相互重疊，p電子可在整個平面中運動。
(2)層與層之間以____________________。
2．晶體類型
石墨晶體中，既有____________，又有____________和____________，屬于____________。

1．金屬的下列性質中，不能用晶體結構加以解釋的是(　　)
A．易導電 B．易導熱 C．有延展性 D．易銹蝕
2．在金屬晶體中，如果金屬原子的價電子數越多，原子半徑越小，自由電子與金屬陽離子間的作用力就越大，金屬的熔、沸點就越高。則下列各組金屬熔、沸點的高低順序，排列正確的是(　　)
A．g＞Al＞Ca B．Al＞Na＞Li
C．Al＞g＞Ca D．g＞Ba＞Al
3.

右圖是金屬鎢晶體中的一個晶胞的結構示意圖，它是一種體心立方結構。實驗測得金屬鎢的密度為19.30 g•cm－3，鎢的相對原子質量是183.9。假設金屬鎢原子為等徑剛性球，試完成下列問題：
(1)每一個晶胞中分攤到________個鎢原子。
(2)計算晶胞的邊長a。
(3)計算鎢的原子半徑r(提示：只有體對角線上的各個球才是彼此接觸的)。

參考答案
基礎落實
一、
1．電子氣　價電子　電子氣
2．金屬鍵　金屬陽離子　自由電子
3．很大　形成的金屬鍵強弱　原子半徑　價電子數
4．沒有　晶體中的各原子層發(fā)生相對滑動　自由電子可以在外加電場作用下　自由電子與金屬原子
自由電子對能量
二、
密置層　6　非密置層　4　三維
1．非密置層　比較低　1　釙(Po)
2．非密置層　體心　2
3．密置層　12　74%　ABABAB…　ABCABC……
三、
1．(1)sp2　共價鍵　正六邊形　(2)范德華力相結合
2．共價鍵　金屬鍵　范德華力　混合晶體
堂練習
1．D　[金屬的晶體結構只能解釋金屬有金屬光澤、導電性、導熱性、延展性、硬度、熔點等物理性質，是否容易生銹是金屬的化學性質，只能用金屬的原子結構加以解釋。]
2．C
3．(1)2　(2)3.16×10－8 cm　(3)1.37×10－8 cm
解析　(1)正確應用均攤法確定一個晶胞中包含的各粒子的數目。
(2)應用基本關系式：ρ＝VNAx，先求出晶胞的體積，然后根據V＝a3計算晶胞的邊長。

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