1、第三章晶体结构与性质课前预习课堂练习第三节 金属晶体课时作业金属晶体课后作业基础训练课前预习一、金属键与金属晶体1金属键(1)概念：金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。(2)成键微粒是。价电子电子气金属阳离子和自由电子2金属晶体(1)定义：。注意：在金属晶体中，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有。金属离子的运动状态是在一定范围内振动，而不是自由移动。金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体(2)构成微粒：。(3)微粒间的作用：。(4)金属晶体的性质通常情况下都是(除汞外)；有金属光泽(除
2、Mg、Al、Cu、Au 在粉末状有光泽，其他金属在块状才表现出来)；有良好的；有良好的；熔沸点、硬度等性质取决于金属晶体内部金属键的强弱。金属阳离子和自由电子金属键固体导电性、导热性延展性3电子气理论(1)理论内容：。(2)用电子气理论解释一些金属的物理性质。金属的导电性在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，这些“电子气”的运动是一定方向的，但在外加电场的作用下，“电子气”就会发生，因而形成。金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起没有定向移动电流金属的导热性是由于电子气中的在热的作用下与金属离子频繁碰撞，从而把能量从温度的部分传
3、到温度的部分，使整块金属达到的温度。金属的延展性金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生，但不会改变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后仍可保持这种相互作用，即使在外力作用下发生形变也不易断裂，因此金属有良好的延展性。自由电子高低相同相对滑动原来的排列方式金属的光泽金属原子以最密堆积方式排列，内部存在自由电子，当光线投射到它的表面时吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数的金属呈现银白色光泽。自由电子【问题探究 1】金属导电与电解质溶液导电有什么区别？提示：金属导电的微粒是电子，电解质溶液导电的微粒是阳离
4、子和阴离子；金属导电过程不生成新物质，属于物理变化，而电解质导电的同时要在阴、阳两极生成新物质，属于化学变化，故二者导电的本质是不同的。二、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为；另一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为。金属晶体可看做是金属原子在空间中堆积而成，有如下基本模式：非密置层4密置层6三维二、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为；另一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为。金属晶体可看做是金属原子在空间中堆积而成，有如下基本模式
5、：非密置层4密置层6三维二、金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为；另一种是(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为。金属晶体可看做是金属原子在空间中堆积而成，有如下基本模式：非密置层4密置层6三维1简单立方堆积是按(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率。晶胞构成：一个立方体，个原子，如。2体心立方堆积是按(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成。晶胞构成：立方，个原子。如碱金属。非密置层比较低1金属钋非密置层体心23六方最密堆积和面心立方最密堆积六方最密堆积和面心立方最密堆积是按照(填“密置层”或“非密
6、置层”)的堆积方式堆积而成，配位数均为，空间利用率均为。六方最密堆积：按的方式堆积；面心立方最密堆积：按的方式堆积。密置层1274%ABABABABABCABCABC【问题探究 2】金属晶体采用密堆积的原因是什么？提示：由于金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向互相靠近，从而导致金属晶体最常见的结构形式是堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间。三、石墨混合晶体1结构特点层状结构(1)同层内，碳原子采用杂化，以相结合形成平面网状结构。所有碳原子的 2p 轨道平行且相互重叠，p 电子可在整个平面中运动。(2)层与层之间以相结合。2晶体类型石墨晶体中，既有，又有，属于混合晶体。sp2共价键
7、正六边形范德华力共价键金属键和范德华力基础训练课堂练习1下列有关金属键的叙述错误的是()A金属键没有饱和性和方向性B金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C金属键中的电子属于整块金属D金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关B解析：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的电子气，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属键中的电子属于整块金属；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，又存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属的性质及固体的形成都与金属键强弱有关。2金属键的实质
8、是()A自由电子与金属阳离子之间的相互作用B金属原子与金属原子间的相互作用C金属阳离子与阴离子的吸引力D自由电子与金属原子之间的相互作用A解析：金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用称为金属键。3金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是()A铝的硬度大于镁 B镁的熔、沸点低于钙C镁的硬度大于钾D钙的熔、沸点高于钾B解析：A 项，镁和铝的电子层数相同，价电子数：AlMg，原子半径：AlMg，金属键强度：MgCa，镁的熔、沸点高于钙，B 项不正确；C 项，硬度
9、：MgK；D 项，钙和钾位于同一周期，价电子数：CaK，原子半径：KCa，金属键强度：CaK，故熔、沸点：CaK。4下列性质体现了金属通性的是()A铁能够被磁铁磁化B铝在常温下不溶于浓硝酸C铜有良好的延展性、导热性和导电性D钠与水剧烈反应放出氢气C解析：金属通性指的是金属的某些共有的性质，如“不透明、有金属光泽、有延展性、导热性、导电性”等。5根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是()选项晶体的相关性质A由分子间作用力结合而成，熔点低B固态或熔融态时易导电，熔点在 1 000 左右C由共价键结合成空间网状结构，熔点高D固体不导电，但溶于水或熔融后能导电B解析：A 项，由分子间作用力结
10、合而成的晶体属于分子晶体，错误。B 项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在 1 000 左右的晶体可能属于金属晶体，正确。C 项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于原子晶体，错误。D 项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电微粒，则不可能为金属晶体，错误。6下列关于金属性质和原因的描述不正确的是()A金属一般具有银白色光泽，与金属键没有关系B金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中所有原子共享了遍布整块晶体的“电子气”，在外电场的作用下“电子气”中的自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电C金属具
11、有良好的导热性，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属阳离子发生碰撞，传递能量D金属具有良好的延展性，是因为金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不破坏金属键A解析：A 项，由于金属中的自由电子吸收了可见光，又把大部分光发射出来，因而金属般具有银白色光泽；B 项，金属具有良好的导电性是由于在外加电场作用下，“电子气”中的电子定向移动形成电流；C 项，金属具有良好的导热性是由于自由电子受热后与金属阳离子发生碰撞，传递能量；D 项，金属具有良好的延展性是由于晶体中的原子层滑动，金属键未被破坏。7.关于体心立方堆积晶体(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
12、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C解析：体心立方堆积晶体的晶胞为立方体，是非密置层的一种堆积方式，其中有 8 个顶点和 1 个体心，晶胞内含有原子个数为 81812。8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为简单立方堆积，为六方最密堆积，为体心立方堆积，为面心立方最密堆积B每个晶胞含有的原子数分别为：1 个，2 个，2 个，4 个C晶胞中原子的配位数分别为：6，8，8，12D空间利用率的大小关系为：。9下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是()O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、RbNa、Mg、AlABCDD解
13、析：中 Hg 在常温常压下为液态，而 I2 为固态，故错；中 SiO2 为原子晶体，其熔点最高，CO 是分子晶体，其熔点最低，故正确；中 Na、K、Rb 价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中 Na、Mg、Al 价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。10金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图 a、b、c 分别代表这三种晶体的晶胞结构，其晶胞内金属原子个数比为()A121 B1184 C984D9149A解析：a 中原子个数14164 1122，b 中原子个数8186124，
14、c 中原子个数18182，所以其原子个数比是 242121，故选 A。11结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题。(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au。请根据它们的堆积方式填空。采取简单立方堆积的是；采取体心立方堆积的是；采取六方最密堆积的是；采取面心立方最密堆积的是。PoNa、K、FeMg、ZnCu、Au(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是，平均每个晶胞所占有的原子数目是。(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图所示的堆积方式，钋位于元素周期表的第周期第族，最
15、外层电子排布式是。61六A6s26p4解析：(1)简单立方堆积方式的空间利用率太低，只有金属 Po 采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按 ABAB方式堆积，面心立方最密堆积按 ABCABC方式堆积，采取六方最密堆积方式的常见金属为 Mg、Zn、Ti，采取面心立方最密堆积方式的常见金属为 Cu、Ag、Au。(2)题图所示的金属晶体的晶胞为简单立方堆积，金属原子的配位数是 6；平均每个晶胞所占有的原子数目是 8181。(3)钋(Po)位于第六周期第A 族；最外层电子排布式是 6s2
16、6p4。12(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3 的是。(2)如图是一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。该晶胞“实际”拥有的铜原子是个。该晶胞称为(填序号)。A立方晶胞B体心立方晶胞C面心立方晶胞D简单立方晶胞此晶胞立方体的边长为 a cm，Cu 的相对原子质量为 64，金属铜的密度为 gcm3，则阿伏加德罗常数为256a3 mol1(用 a、表示)。4C解析：(1)由图中直接相邻的原子数可以求得中两类原子数之比分别为 12、13，求出化学式分别为 AX2、AX3，故答案为。(2)用“均摊法”求解，8186124；该晶胞为面心立方晶胞；4NA64 gmol1 gcm3a3 cm3，NA256a3 mol1。谢谢观赏！Thanks!
