3.2 第1课时 金属晶体 学案 2023-2024学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

3.2 第1课时　金属晶体 【学习目标】 1.了解金属晶体的结构与性质。 2.了解金属晶体的结构模型。 　 【自主预习】 1.概念 金属原子通过　　　　形成的晶体称为金属晶体。  2.常见金属晶体的特点及堆积方式 (1)特点:金属键可看作　　　　和“自由电子”之间的强的相互作用,而且“自由电子”为整个金属所共有,导致金属键没有　　　　和　　　　,因此金属晶体可看作　　　　的堆积。  (2)堆积方式:球堆积层的两种模式如图 如果将层与层之间再相互叠放在一起,便形成了晶体的堆积模型,下图为两种通过密置层叠放而得到的最密堆积方式。 3.常见金属晶体的结构 常见金属 Ca、Cu、Au、Al、Pd、Pt、Ag Li、Na、K、Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti 结构示 意图 配位数 　　  　　  　　  立方体,顶点处各有一个微粒,每个面心有一个微粒 立方体,顶点处各有一个微粒,晶胞中心有一个微粒 非立方体或长方体,底面中棱的夹角不是直角 4.物理通性 (1)通性:金属晶体具有金属光泽,有良好的　　　　、　　　　和　　　　。  (2)原因:金属键在整个晶体的范围内起作用。在锻压或锤打时,密堆积层的金属原子之间比较容易产生滑动,这种滑动不会破坏密堆积的排列方式,而且在滑动过程中“　　　　”能够维系整个金属键的存在,因此金属晶体虽然发生了形变但不致断裂。  【参考答案】1.金属键 2.(1)金属阳离子　饱和性　方向性　等径圆球 3.12　8　12 4.(1)延性　展性　可塑性　(2)自由电子 【效果检测】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)金属键具有方向性和饱和性。 (　　) (2)金属键是金属阳离子与自由电子间的强烈的相互作用。 (　　) (3)金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”。 (　　) (4)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。 (　　) (5)金属晶体的熔点一定比共价晶体的熔点高。 (　　) (6)金属受外力作用时常发生变形而不易折断,是由于金属原子间有较强的作用。 (　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2.金属在发生变形延展时,金属键断裂吗? 【答案】不断裂。 3.金属在通常状况下都是晶体吗?金属晶体的性质与哪些因素有关? 【答案】不是,如汞;金属键和金属原子的堆积方式决定金属的性质。 【合作探究】 任务　金属晶体 情境导入　北京2022年冬奥会奖牌正面中央刻有奥运五环,圆环做打凹处理,设计灵感源自传统弦纹玉璧,上面有取自中国传统纹样的浅刻,冰雪纹代表冬奥会,祥云纹传达了吉祥和美好的寓意。牌体由圆环加圆心构成,形象来源于中国古代同心圆玉璧,共设五环,五环同心,同心归圆。 问题生成 2022年冬奥会金牌含有6 g黄金和92.5%左右的纯银。已知金晶体的晶胞如图所示。设金原子的直径为d cm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,在立方体的各个面的对角线上,3个金原子彼此两两相切,M g·mol-1表示金的摩尔质量。 1.金晶体每个晶胞中含有几个金原子?写出分析过程。 【答案】4个　金原子处于顶点与面心上,晶胞中含有的金原子数目为8×+6×=4。 2.金属键有方向性和饱和性吗? 【答案】金属键无方向性和饱和性。 3.一个金晶胞的体积是多少?请写出推理过程。 【答案】在立方体的各个面的对角线上,3个金原子彼此两两相切,金原子的直径为d cm,故面对角线长度为2d cm,棱长为×2d cm=d cm,故晶胞的体积为(d)3 cm3=2d3 cm3。 4.金晶体的密度是多少?请写出推理过程。 【答案】 g·cm-3　金晶胞中含有4个原子,故晶胞质量为 g,晶胞的体积为2d3 cm3,故晶胞密度为= g·cm-3。 【核心归纳】 1.金属物理通性的解释 2.金属晶体熔点的影响因素 同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷决定,阳离子半径越小,所带电荷越多,相互作用力就越强,熔点就越高。例如熔点:Li>Na>K>Rb>Cs,Na<Mg<Al。 【典型例题】 【例1】铁有δ、γ、α三种晶体结构,δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的示意图如下所示,下列有关说法不正确的是(　　)。 A.δ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有8个 B.γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个 C.α-Fe晶胞边长若为a cm,γ-Fe晶胞边长若为b cm,则α-Fe和γ-Fe两种晶体的密度之比为b3∶4a3 D.将铁加热到1500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同 【答案】D 【解析】δ-Fe,中心Fe与8个顶点上的Fe距离相等且最近;γ-Fe,与每个铁原子距离相等且最近的铁原子数为8×3×=12,每