新編高中化學(xué) 第3章 第2節(jié) 第1課時 金屬晶體學(xué)案 魯科版選修3

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1、新編化學(xué)精品資料 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.掌握金屬晶體的概念和特征。 2.知道金屬晶體中晶胞的堆積方式。 3.能用金屬鍵理論解釋金屬晶體的物理性質(zhì)。 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，所以金屬鍵沒有___性和________性。 2．結(jié)構(gòu)型式 面心立方最 密堆積A1型 體心立方密 堆積A2型 六方最密 堆積A3型 結(jié)構(gòu)示 意圖 配位數(shù) 12 8

2、 12 實例 ____、____、____、Ag、Au、Pd、Pt ____、____、____、Ba、W、Fe ____、____、Ti　 3.物理性質(zhì)：金屬具有良好的________性和________性的原因是金屬晶體通常采用密堆積方式，在鍛壓或錘打時，密堆積層的金屬原子之間比較容易________________，這種滑動不會破壞密堆積的____________，而且在滑動過程中____________能夠維系整個金屬鍵的存在，因此金屬晶體雖然發(fā)生了________但不致斷裂。 思維點撥　鈉、鎂、鋁的熔點依次升高。這是因為它們的電子層數(shù)雖然相同，但原子半徑及離子半徑卻依次減

3、小，價電子數(shù)及離子電荷數(shù)依次增多，因而金屬鍵依次增強。所以熔點Al>Mg>Na。 1．金屬晶體的形成是因為晶體中存在(　　) ①金屬原子?、诮饘匐x子?、圩杂呻娮印、荜庪x子 A．只有① B．只有③ C．②③ D．②④ 2．金屬晶體堆積密度大，原子配位數(shù)高，能充分利用空間的原因是(　　) A．金屬原子的價電子數(shù)少 B．金屬晶體中有自由電子 C．金屬原子的原子半徑大 D．金屬鍵沒有飽和性和方向性 3．下列說法中，不正確的是(　　) A．離子晶體中不一定含有金屬離子 B．在含有陽離子的化合物的晶體中，一定含有陰離子 C．含有金屬元素的離子

4、不一定是陽離子 D．金屬晶體中原子的堆積方式都是A3或A1型最密堆積 4．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____________堆積。 (2)配位數(shù)為________的是面心立方堆積。 (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。 練基礎(chǔ)落實 知識點一　金屬晶體 1．在單質(zhì)的晶體中一定不存在的微粒是(　　) A．原子

5、B．分子 C．陰離子 D．陽離子 2．下列晶體中含有離子的有(　　) A．所有晶體 B．分子晶體 C．原子晶體 D．金屬晶體 知識點二　金屬鍵及其對金屬物理性質(zhì)的影響 3．下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯誤的是(　　) A．金屬鍵沒有飽和性和方向性 B．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用 C．金屬鍵中的電子屬于整塊金屬 D．金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān) 4．要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵

6、的強弱，而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小相關(guān)。由此判斷下列說法正確的是(　　) A．金屬鎂的硬度大于金屬鋁 B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸增大的 C．金屬鎂的熔點大于金屬鈉 D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣 知識點三　金屬晶體常見的堆積模型 5．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．每個晶胞中含有4個原子 D．每個晶胞中含有5個原子 知識點四　金屬晶體物理性質(zhì)特征 6．金屬的下列性質(zhì)中和金屬晶體無關(guān)的是(　　) A．良好的導(dǎo)電性 B．反應(yīng)中易失

7、電子 C．良好的延展性 D．良好的導(dǎo)熱性 7．金屬能導(dǎo)電的原因是(　　) A．金屬晶體中金屬陽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作用下發(fā)生定向移動 C．金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 D．金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 練綜合拓展 8．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是(　　) A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性 B．金屬元素一般在化合物中只顯正價 C．金屬元素在不同的化合物中的化合價均不同 D．金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為金屬晶體 9．最近，美國普度大學(xué)的研究人員開發(fā)出一

8、種利用鋁鎵合金加水制造氫氣的新工藝。這項技術(shù)具有廣泛的能源潛在用途，包括為汽車提供原料、為潛水艇提供燃料等。該技術(shù)通過向鋁鎵合金注水，鋁生成氧化鋁，同時生成氫氣。合金中鎵(Ga，ⅢA族元素)是關(guān)鍵成分，可阻止鋁形成致密的氧化膜。下列關(guān)于鋁、鎵的說法正確的是(　　) A．鋁的金屬性比鎵強 B．鋁的熔點比鎵低 C．Ga(OH)3與Al(OH)3性質(zhì)相似，一定能與NaOH溶液反應(yīng) D．鋁、鎵合金與水反應(yīng)后的物質(zhì)可以回收利用冶煉鋁 10．某固體僅由一種元素組成，其密度為5.0 g·cm－3。用X射線研究該固體的結(jié)構(gòu)時得知：在邊長為10－7cm的正方體中含有20個原子，則此元素的相對原子質(zhì)量最

9、接近于下列數(shù)據(jù)中的(　　) A．32 B．120 C．150 D．180 11. 最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦(Ti)原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，分子模型如圖所示，其中圓圈表示碳原子，黑點表示鈦原子，則它的化學(xué)式為(　　) A．TiC B．Ti13C14 C．Ti4C7 D．Ti14C13 12.已知鐵為面心立方晶體，其結(jié)構(gòu)如下圖甲所示，面心立方的結(jié)構(gòu)特征如下圖乙所示。若鐵原子的半徑為1.27×10－10m，試求鐵金屬晶體中的晶胞長度，即下圖丙中AB的長度為____________m。

10、 13．A、B、C、D分別代表四種不同的短周期元素。A元素的原子最外層電子排布為ns1， B元素的原子價電子排布為ns2np2，C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，D元素原子的M電子層的p亞層中有1個電子。 (1)C原子的電子排布式為________________________________________________， 若A元素的原子最外層電子排布為1s1，則按原子軌道的重疊方式，A與C形成的化合 物中的共價鍵屬于________鍵。 (2)當(dāng)n＝2時，B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________，B與C形成的化合物晶體屬于____________晶體。當(dāng)n＝3時，B

11、與C形成的化合物的晶體中微粒間的作用力是_____。 (3) 若D元素與Fe形成某種晶體，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，則晶體的化學(xué)式是___(用元素符號表示)；若晶胞的邊長為a nm，則合金的密度為______________g·cm－3。 第2節(jié)　金屬晶體與離子晶體 第1課時　金屬晶體 雙基落實 1．金屬原子　金屬鍵　金屬陽離子　自由電子　飽和　方向 2．Ca　Al　Cu　Li　Na　K　Mg　Zn 3．延展　可塑　產(chǎn)生滑動　排列方式　自由電子　形變 課堂練習(xí) 1．C 　2.D 3．D　[離子晶體中不一定含有金屬離子，如氯化銨晶體；金屬晶體中只含有陽離子而沒有陰離子

12、，但此選項說的是化合物，含有陽離子的化合物只能是離子化合物，必定含有陰離子；含有金屬元素的離子不一定是陽離子，如MnO或[Al(OH)4]－等；金屬晶體中也存在非最密堆積型式，如A2型密堆積，配位數(shù)只為8。] 4．(1)體心立方　(2)12　(3)12　六方　六方堆積　面心立方堆積　三 課時作業(yè) 1．C　2.D 3．B　[金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間強烈的相互作用。既有金屬陽離子和自由電子間的靜電吸引作用，也存在金屬陽離子之間及自由電子之間的靜電排斥作用。] 4．C　[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、沸點和硬度都??；從Li到Cs，離子的半徑

13、是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點和硬度都逐漸減?。灰螂x子的半徑小而所帶電荷多，使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強，所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點和硬度都大；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，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點和硬度都大。] 5．B　[金屬晶體的體心立方密堆積的晶胞是平行六面體，體心立方密堆積的堆積方式為立方體的頂點和體心各有1個原子，屬于A2型密堆積，每個晶胞中含有8×＋1＝2個原子。] 6．B　[A、C、D都是金屬共有的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)都是由金屬晶體所決定的。金屬易失電子是由原子的結(jié)構(gòu)決定的，所以和金屬晶體無關(guān)。] 7．B　8.B　9.D

14、 10．C　[一個正方體的體積為(10－7)3＝10－21 cm3，質(zhì)量為5×10－21 g，則1 mol該元素原子的質(zhì)量為5×10－21/20×6.02×1023≈150.5 g，其數(shù)值與該元素的相對原子質(zhì)量相等，所以選C。] 11．D　[此題一定要注意此結(jié)構(gòu)為一個具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的大分子，不是晶胞。在這個題目中，我們只需數(shù)出兩種原子的數(shù)目就可以了(Ti14C13)。] 12．3.59×10－10 解析　AB2＋BC2＝AC2 AB2＝×(4×1.27×10－10)2 m2， AB≈3.59×10－10 m。 13．(1)1s22s22p4　σ　(2)　分子　共價鍵或極性共價鍵　(3)AlFe2　5.56×1023/a3NA 解析　A元素位于第ⅠA族，B元素位于第ⅣA族，C元素為氧，D元素為鋁。根據(jù)Al與Fe形成的某種合金晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，晶體中Al與Fe的原子個數(shù)比＝4∶(8×＋12×＋6×＋1)＝4∶8＝1∶2，因此晶體的化學(xué)式是AlFe2；合金的密度為ρ＝＝＝5.56×1023/a3NA。