高中化学《金属晶体》导学案（含答案） 新人教版选修4VIP专享VIP免费

三．3.3第三节金属晶体[学习目标]学习目标：1、知道金属键的涵义，能用电子气理论解释金属的一些物理性质；2、能列举金属晶体的4种基本堆积模型；3、了解金属晶体性质的一般特点；4、知道金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。学习重点：1、金属键的涵义；用“电子气理论”解释金属的一些物理性质；2、金属晶体的4种基本堆积模型。学习难点：金属晶体的4种基本堆积模型[知识要点]一、金属键：（金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用）1、金属键与电子气理论：①金属键：金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同吸引自由电子而结合在一起。金属键可看成是由许多金属离子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性。在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。②电子气理论：描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该理论把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。金属原子脱落下来的自由电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有金属阳离子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属晶体跟原子晶体一样，是一种“巨分子”。小结：2、电子气理论对金属通性的解释：金属共同的物理性质：易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。①金属导电性的解释：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没有一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。②金属导热性的解释：金属容易导热，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。③金属延展性的解释：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，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，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。说明：当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。二、金属晶体的原子堆积模型：（金属晶体内原子的空间排列方式）金属键没有方向性，因此趋向于使原子或分子吸引尽可能多的其他原子或分子分布于周围并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。1、几个概念：①紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间②配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数③空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度2、二维空间中的堆积方式金属晶体中的原子可看成直径相等的球体，象钢球一样堆积着。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式：说明：在一个平面上进行最紧密堆积排列只有一种，即只有当每个等径圆球与周围其他6个球相接触时，才能做到最紧密堆积——密置层。密置层的空间利用率比非密置层的空间利用率高。3、三维空间中的堆积方式金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。①简单立方体堆积：（非密置层与非密置层的简单叠加）这种堆积方式形成的晶胞是一个立方体，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋采取这种堆积方式。说明：每个晶胞含原子数：1；配位数：6②钾型：（非密置层叠加、紧密堆积）如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如下图：这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，许多金属是这种堆积方式如碱金属，简称为钾型。说明：每个晶胞含原子数：2；配位数：8③镁型和铜型：（密置层叠加...