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第2课时 金属晶体
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1.能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成。
2.能利用金属晶体的通性判断晶体类型,进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力。
3.理解金属晶体的堆积模型,并能用均摊法分析晶胞组成。
4.能举例说明合金的优越性能。
知识精讲
知识点01 晶体和晶胞
1.晶体
(1)概念
内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现________重复排列,外观具有________________的固体物质。通常条件下,金属单质及其合金属于晶体。
(2)根据________________,能推知晶体内部的微观结构。
2.晶胞
(1)概念:能够反映晶体结构特征的________________。金属晶体是金属晶胞在空间________________而形成的。
(2)研究晶体的结构只需重点研究其________的结构。
3.金属晶体
(1)概念:金属晶体是金属原子通过________形成的晶体。
(2)金属晶体的成键粒子是_____________和________。成键粒子之间的相互作用是________。
【即学即练1】下列关于晶体的说法正确的是( )
A.晶体和非晶态物质的本质区别是是否具有规则的几何外形
B.晶体和非晶态物质都具有固定的熔点
C.晶胞中任何一个微粒都属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
知识点02 金属晶体的原子结构模型
1.金属原子在在二维空间的排列方式
(1)金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体,在平面上(即二维空间),有两种排列方式:
图① 图②
图①的排列方式为__________,原子的配位数为_____;图②的排列方式为________,原子的配位数为______。
(2)金属晶体的配位数:指距离某个原子________且距离________的原子个数。
2.金属晶体的堆积方式
图③ 图④
图⑤ 图⑥
(1)图③所示的堆积方式为________堆积,配位数为_____。实例:钋。
(2)图④所示的堆积方式为________堆积,配位数为_____。实例:钠、钾、铬、钼、钨等。
(3)图⑤所示的堆积方式为________堆积,配位数为_____。实例:金、银、铜、铅等。
(4)图⑥所示的堆积方式为________堆积,配位数为_____。实例:镁、锌、钛等。
3.平行六面体晶胞中微粒数目的计算——均摊法
(1)晶胞的顶点原子是_____个晶胞共用;
(2)晶胞棱上的原子是_____个晶胞共用;
(3)晶胞面上的原子是_____个晶胞共用;
(4)晶胞体心的原子是_____个晶胞共用。
【即学即练2】金属原子在二维空间里的排列有如图所示的两种方式,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最密堆积和面心立方最密堆积
D.图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
【即学即练3】某物质的晶体中,含A、B、C 3种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未画出),晶体中A、B、C的原子个数比为( )
A.1∶3∶1 B.2∶3∶1
C.2∶2∶1 D.1∶3∶3
【即学即练4】1 183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示,1 183 K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。
(1)纯铁晶体中铁原子以________键相互结合。
(2)在1 183 K以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子有________个;在1 183 K以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子有________个。
知识点03 合金
1.合金的概念
一种金属与另一种或几种______(或________)的融合体。与单组分金属相比,合金的某些性能更优越。
2.合金的性质
(1)一般说来,合金的熔点________组成它的各成分金属的熔点。
(2)一般情况下,合金的硬度________成分金属的硬度。
能力拓展
考法01 晶胞
1.晶胞的特点
(1)习惯采用的晶胞是平行六面体,其三条边的长度不一定相等,也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。
(2)整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成。每个晶胞上下左右前后无隙并置地排列着与其一样的无数晶胞,决定了晶胞的8个顶角、平行的面以及平行的棱完全相同。
2.确定晶胞中粒子数目——均摊法
(1)均摊法:
均摊是指每个结构单元(晶胞)平