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[目标导航]1.理解金属键的实质，知道影响金属键强弱的因素，并能用金属键解释金属的某些特征性质。2.了解晶体、晶胞的概念，认识金属晶体中微粒间的堆积方式，能从晶胞的角度认识晶体的内部结构。一、金属键与金属特性1．金属键(1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。(2)金属键成键微粒：金属阳离子和自由电子。(3)成键条件：金属单质或合金。(4)影响金属键强弱的因素金属元素原子半径越小，单位体积内自由移动电子数目越多，金属键越强。(5)金属键的强弱对金属单质物理性质的影响金属硬度的大小、熔沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。2．金属的原子化热(1)金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。(2)意义：衡量金属键的强弱。金属的原子化热数值越大，金属键越强。议一议1．金属键的形成原因是什么？答案金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱。在金属晶体内部，它们可以从原子上“脱落”下来，形成自由流动的电子。金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用，这种强烈的相互作用称为金属键。2．金属具有导电性、导热性及延展性的原因是什么？答案(1)导电性：在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动没有固定的方向性。但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动而形成电流，故金属易导电。不同的金属其导电能力不同，导电性最好的金属是银，其次是铜。(2)导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换。当金属的某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)。金属的导热性就是通过自由电子的运动将能量从温度高的区域传递到温度低的区域，最后使整块金属的温度趋于一致。(3)延展性：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，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，故金属只发生形变而不断裂，使金属具有良好的延展性。二、金属晶体1．存在通常条件下，大多数金属单质及其合金都是金属晶体。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。2．组成单元——晶胞能够反映晶体结构特征的基本重复单位。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。3．金属晶体的常见堆积方式(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——非密置层和密置层(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密置层放置平面的利用率比非密置层的要高。(2)金属原子在三维空间中的堆积方式和模型金属晶体可看作是金属原子在三维空间(一层一层地)中堆积而成。其堆积方式有以下四种。这四种堆积方式又可以根据每一层中金属原子的二维放置方式不同分为两类：非密置层的堆积(包括简单立方堆积和体心立方堆积)，密置层堆积(包括六方堆积和面心立方堆积)。填写下表：堆积模型采纳这种堆积的典型代表晶胞非密置层简单立方堆积Po(钋)体心立方堆积Na、K、Cr密置层六方堆积Mg、Zn、Ti面心立方堆积Cu、Ag、Au4.平行六面体晶胞中微粒数目的计算(1)晶胞的顶点原子是8个晶胞共用；(2)晶胞棱上的原子是4个晶胞共用；(3)晶胞面上的原子是2个晶胞共用。如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×＋6×＝4。5．合金的组成和性质(1)合金：一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体。(2)合金的性能：通常，多数合金的熔点比它的成分金属的熔点要低，而强度和硬度比它的成分金属要大。议一议1．连线题。答案A—(4)—①B—(1)—②C—(2)—③D—(3)—③。2．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，其堆积方式为①简单立方堆...