高中數(shù)學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第三節(jié) 金屬晶體課件 新人教版選修3.pptVIP

考向一 第三節(jié)金屬晶體 晨背關(guān)鍵語(yǔ)句 考向二 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 知識(shí)點(diǎn)二 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)三 知識(shí)點(diǎn)四 1 金屬鍵是指金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的 電子氣 被所有原子所共用 從而把所有的金屬原子維系在一起 2 金屬晶體中 原子之間以金屬鍵相結(jié)合 金屬鍵的強(qiáng)弱決定金屬晶體的熔點(diǎn)和硬度 3 金屬原子在二維空間里有兩種放置方式 密置層和非密置層 4 金屬原子在三維空間里有四種堆積方式 簡(jiǎn)單立方堆積 體心立方堆積 六方最密堆積 面心立方最密堆積 自學(xué)教材 填要點(diǎn) 1 概念 金屬原子脫落下來(lái)的形成遍布整塊晶體的 被所有原子共用 從而把所有維系在一起 2 成鍵粒子是和 3 金屬鍵的強(qiáng)弱和對(duì)金屬性質(zhì)的影響 金屬鍵的強(qiáng)弱主要決定于金屬元素的原子半徑和價(jià)電子數(shù) 原子半徑越大 價(jià)電子數(shù)越少 金屬鍵越弱 反之 金屬鍵越強(qiáng) 金屬鍵越強(qiáng) 金屬晶體的熔 沸點(diǎn)越高 硬度越大 價(jià)電子 電子氣 金屬原子 金屬陽(yáng)離子 自由電子 1 雙選題 金屬晶體中的金屬鍵越強(qiáng) 其硬度越大 熔 沸點(diǎn)越高 且研究表明 一般來(lái)說(shuō) 金屬原子半徑越小 價(jià)電子數(shù)越多 則金屬鍵越強(qiáng) 由此判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 a 鎂的硬度大于鋁b 鎂的熔 沸點(diǎn)低于鈣c 鎂的硬度大于鉀d 鈣的熔 沸點(diǎn)高于鉀 解析 鎂和鋁的電子層數(shù)相同 價(jià)電子數(shù)al mg 離子半徑al3 mg2 金屬鍵強(qiáng)度mg ca b不正確 同理可知硬度mg k 鈣和鉀位于同一周期 價(jià)電子數(shù)ca k 電荷數(shù)ca2 k 離子半徑k ca2 金屬鍵強(qiáng)度ca k 故熔 沸點(diǎn)ca k 答案 ab 自學(xué)教材 填要點(diǎn) 1 金屬晶體的性質(zhì)具有優(yōu)良的 和 2 電子氣理論對(duì)金屬性質(zhì)的解釋 1 延展性 當(dāng)金屬受到外力作用時(shí) 晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生 但不變 金屬離子與自由電子形成的金屬鍵沒(méi)有破壞 所以金屬有良好的延展性 延展性 導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性 相對(duì)滑動(dòng) 排列方式 2 導(dǎo)電性 在外加電場(chǎng)的作用下 金屬晶體中的作而形成電流 呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性 3 導(dǎo)熱性 電子氣中的自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子發(fā)生碰撞 形成能量傳遞 呈現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性 電子氣 定向 移動(dòng) 2 下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是 a 常溫下 金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在b 金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用 在一定外力作用下 不因形變而消失c 鈣的熔 沸點(diǎn)低于鉀d 溫度越高 金屬的導(dǎo)電性越好解析 常溫下 hg為液態(tài) a錯(cuò)誤 因?yàn)榻饘冁I無(wú)方向性 故金屬鍵在一定范圍內(nèi)不因形變而消失 b正確 鈣的金屬鍵強(qiáng)于鉀 故熔 沸點(diǎn)高于鉀 c錯(cuò)誤 溫度升高 金屬的導(dǎo)電性減弱 d錯(cuò)誤 答案 b 1 二維空間模型 1 非密置層 配位數(shù)為 如圖所示 4 2 密置層 配位數(shù)為 如圖所示 6 2 三維空間模型 1 非密置層在三維空間堆積 簡(jiǎn)單立方堆積 相鄰非密置層的原子在三維空間中的堆積 空間利用率太低 只有金屬采用這種堆積方式 釙 體心立方堆積 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 這種堆積方式所得的晶胞是一個(gè)含有個(gè)原子的立方體 一個(gè)原子在立方體的 另一個(gè)原子在立方體的 其空間的利用率比簡(jiǎn)單立方堆積 堿金屬屬于這種堆積方式 其配位數(shù)為 空間利用率為68 兩 頂角 中心 高 8 2 密置層在三維空間堆積 六方最密堆積 如圖所示 按 的方式堆積 如采用這種堆積方式 其配位數(shù)均為 空間利用率為74 abab mg zn ti 12 面心立方最密堆積 如圖所示 按 的方式堆積 如采用這種堆積方式 其配位數(shù)均為 空間利用率均74 abcabc cu ag au 12 3 已知下列金屬晶體 na po k fe cu mg zn au 其堆積方式為 1 簡(jiǎn)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 解析 簡(jiǎn)單立方堆積方式的空間利用率太低 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(jiǎn)單立方堆積的高 多數(shù)金屬是這種堆積方式 六方最密堆積按ababab 的方式堆積 面心立方最密堆積按abcabcabc 的方式堆積 六方最密堆積常見(jiàn)金屬為mg zn ti 面心立方最密堆積常見(jiàn)金屬為cu ag au 答案 1 po 2 na k fe 3 mg zn 4 cu au 1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 層狀結(jié)構(gòu) 1 同層內(nèi) 碳原子采用雜化 以相結(jié)合形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 所有碳原子的p軌道平行且相互重疊 p電子可在整個(gè)平面中運(yùn)動(dòng) 2 層與層之間以相結(jié)合 2 晶體類(lèi)型石墨晶體中 既有 又有和 屬于 sp2 共價(jià)鍵 正六邊形 范德華力 共價(jià)鍵 金屬鍵 范德華力 混合晶體 4 石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示 試回答 1 片層中平均每個(gè)正六邊形含有 個(gè)碳原子 2 在片層結(jié)構(gòu)中 碳原子數(shù) c c鍵 六元環(huán)數(shù)之比為 3 ng碳原子可構(gòu)成 個(gè)正六邊形 例1 要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵 金屬晶體熔 沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱 而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān) 由此判斷下列說(shuō)法正確的是 a 金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鋁b 堿金屬單質(zhì)的熔 沸點(diǎn)從li到cs是逐漸增大的c 金屬鋁的硬度大于金屬鈉d 金屬鎂的硬度小于金屬鈣 解析 影響晶體熔 沸點(diǎn)的是組成晶體的粒子間的相互作用 包括化學(xué)鍵和分子間作用力 找準(zhǔn)是哪種作用再具體分析 影響金屬晶體熔 沸點(diǎn)的是金屬鍵 鎂離子比鋁離子的半徑大而所帶的電荷少 所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱 熔 沸點(diǎn)和硬度都小 從li到cs 離子的半徑是逐漸增大的 所帶電荷相同 金屬鍵逐漸減弱 熔 沸點(diǎn)和硬度都逐漸減小 因離子的半徑小而所帶電荷多 使金屬鋁比金屬鈉的金屬鍵強(qiáng) 所以金屬鋁比金屬鈉的熔 沸點(diǎn)和硬度都大 因離子的半徑小而所帶電荷相同 使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強(qiáng) 所以金屬鎂比金屬鈣的熔 沸點(diǎn)和硬度都大 答案 c 影響晶體熔 沸點(diǎn)的是組成晶體的粒子間的相互作用 包括化學(xué)鍵和分子間作用力 而影響金屬晶體熔 沸點(diǎn)高低的是金屬鍵 金屬鍵的強(qiáng)弱要從離子半徑和離子所帶電荷兩方面分析 1 下列晶體中 金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用最強(qiáng)的是 a nab mgc ald k解析 影響金屬鍵強(qiáng)弱的主要因素有金屬原子的半徑 單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目等 一般而言 金屬原子的半徑小 單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目多 金屬鍵就強(qiáng) 金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用就強(qiáng) na mg al均位于第三周期 原子半徑逐漸減小 價(jià)電子數(shù)目逐漸增多 所以金屬鍵逐漸增強(qiáng) 其中鋁的金屬鍵最強(qiáng) 鈉的金屬鍵最弱 而k和na位于同一主族 且k的半徑比na大 鉀的金屬鍵比鈉弱 答案 c 例2 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(shuō)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(jiǎn)單立方 解析 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 原子的配位數(shù)為4 由此可知 圖 a 為密置層 圖 b 為非密置層 密置層在三維空間堆積可得到六方最密堆積和面心立方最密堆積兩種堆積模型 非密置層在三維空間堆積可得簡(jiǎn)單立方和體心立方堆積兩種堆積模型 答案 c