专题3 第1单元 金属键 金属晶体-2021-2022学年高中化学选修2 物质结构与性质【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第一单元　金属键　金属晶体 目标与素养：1.了解金属键的含义，知道金属键的本质。认识金属键与金属物理性质的关系，了解金属晶体的共性。(宏观辨识与微观探析)2.能列举金属晶体的堆积模型，并能运用堆积模型来描述和解释金属晶体的结构特点。(证据推理与模型认知)3.通过金属键理论的研讨，培养终身学习的意识和严谨求实的科学态度。(科学态度与社会责任) 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．金属特性 特性 解释 导电性 在外电场作用下，自由电子在金属内部发生定向移动，形成电流 导热性 通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的温度 延展性 由于金属键无方向性，在外力作用下，金属原子之间发生相对滑动时，各层金属原子之间仍保持金属键的作用 3.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1 mol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。 二、金属晶体 1．存在 通常条件下，大多数金属单质及其合金也是晶体。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)金属原子上平面(二维空间)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)。 (a)非密置层　　　(b)密置层 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)。 见下表： 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、Au 4．平行六面体晶胞中微粒数目的计算 铜晶胞 (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。 微点拨：金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向相互靠近，彼此相切，紧密堆积成晶体，密堆积能充分利用空间，使晶体能量降低。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)金属晶体的熔点均较高。 (×) (2)金属的导电性与导热性均与自由电子有关。 (√) (3)金属受外力作用变形后仍保持金属键的作用。 (√) (4)金属键没有方向性和饱和性。 (√) (5)金属中的自由电子来源于金属原子的部分或全部电子。 (√) 2．如图所示为金属原子在二维空间里放置的两种方式，下列说法中正确的是(　　) A．图(a)为非密置层，配位数为6 B．图(b)为密置层，配位数为4 C．图(a)在三维空间里堆积可得六方堆积和面心立方堆积 D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方堆积 C　[金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层的配位数较密置层小，为4。由此可知，图中(a)为密置层，(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方堆积和面心立方堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型。所以，只有C选项正确。] 3．如图所示的甲、乙、丙三种晶体： 试写出： (1)甲晶体的化学式(X为阳离子)________。 (2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数