高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 第一单元 金属键 金属晶体 第2课时学案 苏教版选修3-苏教版高二选修3化学学案VIP免费

第一单元金属键金属晶体第2课时金属晶体[学习目标定位]1.认识晶体的结构特点，明确晶胞的概念，学会晶胞中微粒数的计算方法(切割法)。2.熟知金属晶体的原子堆积模型。一、晶体、晶胞及其所含微粒数的计算方法1．晶体：具有规则几何外形的固体，晶体的外形规则是其内部结构规则的外部表现，构成晶体的微粒的排列是规则的。2．晶胞(1)晶体结构中最小的重复单元叫晶胞。(2)一般来说，晶胞都是平行六面体。(3)晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的原子种类、个数及几何排列都是完全相同的。3．金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示。铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图观察分析上图，回答下列问题：(1)位于顶角上的铜原子为8个晶胞共有。(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞共有。(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。(1)晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。(2)晶胞中微粒个数的计算(切割法)。计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用切割法。即某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的属于这个晶胞。如长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算①处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。②处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。③处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。例1现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是__________，乙晶胞中a与b的个数比是__________，丙晶胞中有________个c离子，有________个d离子。答案4∶31∶144解析处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边上的微粒为4个立方体共有，位于立方体面上的微粒为2个立方体共有，所以x∶y＝1∶(6×)＝4∶3；a∶b＝1∶(8×)＝1∶1；丙晶胞中c离子为12×＋1＝4个，d离子为8×＋6×＝4个。例2如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中○—X、●—Y、⊗—Z。其对应的化学式不正确的是()答案B解析A图中X、Y原(离)子的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B图化学式应为XY，错误；C图中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式为X3Y，正确；D图中X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于内部，数目为1，化学式为XY3Z，正确。误区提醒非长方体(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献应视具体情况而定。如六棱柱顶点上的粒子被6个晶胞共用，该顶点个粒子属于该晶胞，棱上的粒子有属于该晶胞。二、金属晶体中金属原子的堆积方式1．金属原子在二维平面中放置的两种方式金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——a：非密置层，b：密置层(如下图所示)。(1)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。分析上图非密置层的配位数是4，密置层的配位数是6。(2)密置层放置时，平面的利用率比非密置层的要高。2．金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型金属原子在三维空间按一定的规律堆积，有4种基本堆积方式。堆积方式图式实例简单立方堆积钋体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨等面心立方堆积金、银、铜、铅等六方堆积镁、锌、钛等3.合金(1)概念：由一种金属和另一种或几种金属(非金属)混合形成具有金属性质的物质称为合金。如钠钾合金、铜锌合金等。(2)合金的性质①合金的熔、沸点一般比组成它的各成分金属的熔、沸点低。②形成合金后硬度、强度大(一般情况下)。(1)堆积原理组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为在金属晶体中，金属键没有方向性和饱和性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。(2)常见的堆积模型堆积模型采纳这种堆积的典型代表晶胞配位数空间利用率每个晶胞所含原子数非密置...