专题3 第1单元 第2课时 金属晶体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（苏教版）

第2课时　金属晶体 新知探究——金属晶体 1.金属晶体 (1)概念:通过金属阳离子与　　　　　之间的强烈的作用而形成的晶体。  (2)金属晶体的常见堆积方式 ①金属原子在二维空间中的排列方式 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(二维空间),可有两种排列方式如下: 非密置层 密置层 [微点拨]　金属原子在二维空间的排列,密置层的利用率比非密置层的高,其配位数分别为6和4。 ②金属原子在三维空间里的堆积方式 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:简单立方、体心立方、面心立方和六方。其中3种金属晶体的晶胞如下表中图式(图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子)。 堆积方式 图式 配位数 实例 　　　堆积  6 钋 　　　　堆积  8 钠、钾、铬、 钼、钨等 　　　　堆积  12 金、银、 铜、铅等 六方堆积 12 镁、锌、钛 [微点拨]　晶体中一种微粒周围距离相等且最近的其他微粒的数目称配位数。 2.金属材料——合金 (1)概念:将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔,制备出的特殊金属材料。 (2)性能 ①合金的硬度一般都比组成它的纯金属大。 ②多数合金的熔点低于组成它的任何一种组分金属。 ③合金的导电性和导热性一般低于任一组分金属。 [题点多维训练] 1.金属晶体的堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是 (　　) A.金属原子的外围电子数少 B.金属晶体中有自由电子 C.金属原子的原子半径大 D.金属键没有饱和性和方向性 2.金属原子在二维空间里放置有如图所示的两种排列方式,下列说法正确的是 (　　) A.a为非密置层,配位数为6 B.b为密置层,配位数为4 C.a在三维空间里堆积可得六方堆积和面心立方堆积 D.b在三维空间里堆积仅得简单立方堆积 3.下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是 (　　) 4.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。 晶胞中铁原子的堆积方式是　　　　　　;铁原子、镁原子的配位数分别是　　 　　、　　 　　。  命题热点——晶胞的计算 导学设计 钨是一种银白色金属,硬度很大,熔点很高,是熔点最高的金属。主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器、化学仪器。如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图。 1.每一个晶胞中分摊到多少个钨原子? 2.若晶胞的边长为a,两个钨原子之间的最短距离是多少? 3.与体心位置的钨原子距离最近且相等的钨原子有多少个? [系统融通知能] 1.晶胞密度的有关计算 假设某晶体的晶胞如图所示,以M表示该晶体的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常数,N表示一个晶胞中所含的微粒数,a表示晶胞的棱长,ρ表示晶体的密度,计算如下: 该晶胞的质量用密度表示:m=ρ·a3 用摩尔质量表示:m=M 则有:ρ·a3 =M,ρ=。 2.对角线长的计算 立方晶胞的边长为a,则面对角线长等于a,体对角线长等于a。 3.空间利用率的计算 空间利用率=×100%。 将原子(离子)设想为一个球,依据1个晶胞内所含原子(离子)的数目计算原子(离子)的体积,再确定晶胞的体积,即可计算晶胞的空间利用率。 　　[典例]　Al的晶胞特征如图甲所示,原子之间相互位置关系的平面图如图乙所示。 若已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数的值,Al的相对原子质量为M,请回答: (1)晶胞中Al原子的配位数为　　　　　,一个晶胞中Al原子的数目为　　　　　。  (2)该晶体的密度为　　　　(用代数式表示)。  (3)晶体的空间利用率为　　　　。  听课记录: [题点多维训练] 题点(一)　晶胞的结构 1.金晶体的晶胞如图所示,设金原子的直径为d,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个金原子相切,M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是 (　　) A.金晶体每个晶胞中含有4个金原子 B.金属键无方向性,金晶体属于最密堆积 C.晶体中金原子的配位数是12 D.一个晶胞的体积是6d3 2.如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 (　　) A.γ⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为14 B.α⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1 C.δ⁃Fe晶体晶胞中,铁原子在平面内紧密排列构成非密置层 D.三种晶胞中配位数最大的是γ⁃Fe晶体晶胞 题点(二)　晶胞的计算 3.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。若合金的密度为d g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a=　　　　(用含d和NA的式子表示)。  4.某种离子液体低温下的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,X+和Y-半径分别为a pm、b pm,X、Y的相对原子质量分别用M(X)、M(Y)表示,阿伏加德罗常数的数值为NA。该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为　　　　　(列式即可)。  课下请完成课时跟踪检测(九) 第2课时　金属晶体 新知探究 1.(1)自由电子　(2)②简单立方　体心立方　面心立方 [题点多维训练] 1.选D　因金属键没有饱和性和方向性,故在金属晶体中,原子可以尽可能多地吸引其他原子分布于周围,并以紧密堆积的方式排列以降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。 2.选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,另一种是非密置层排列。密置层排列的配位数为6,非密置层排列的配位数为4。由此可知,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方式,非密置层在三维空间堆积可得到简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式。 3.选B　A项和B项是面心立方晶胞,其中B项是经过切割后的面心立方晶胞,它能表示出此晶胞中所含微粒的实际数目;C项和D项是体心立方晶胞。 4.面心立方堆积　8　4 命题热点 [导学设计] 1.提示:晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故一个晶胞中钨原子数为1+8×=2。 2.提示:晶胞中两个钨原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的一半,为a。 3.提示:与体心位置的钨原子距离最近且相等的钨原子位于该晶胞的顶点位置,共8个。 [典例]　解析:(1)Al属于面心立方堆积,配位数为12,一个晶胞中Al原子的数目为8×+6×=4。(2)面对角线的长度为4d,然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得晶胞的边长为2d,把数据代入公式ρV=M,得ρ×(2d)3=M,解得ρ=。(3)空间利用率=×100%=×100%≈74%。 答案:(1)12　4　(2)　 (3)74% [题点多维训练] 1.选D　金晶体每个晶胞中含有6×+8×=4个金原子,A正确;金属晶体中,金属键无方向性,金晶体属于最密堆积,B正确;从顶点原子看,面心原子距离最近,故配位数为3×8×=12,C正确;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,故面对角线长度为2d,棱长为×2d=d,故晶胞的体积为(d)3=2d3,D错误。 2.选A　γ⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×+6×=4,A错;α⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×=1,B正确;δ⁃Fe晶体晶胞中,铁原子在平面内紧密排列构成非密置层,C正确;三种晶胞的配位数依次为8、12、6,D正确。 3.解析:该晶胞中,N(Cu)=6×=3,N(Ni)=8×=1,根据晶体密度计算式得 g=d g·cm-3×a3,解得a= cm。 答案: cm 4.解析:由晶胞结构可知,一个晶胞中含有的X为2个,含有的Y为2个,即一个晶胞含有2个XY,根据密度与质量、体积的关系求出1个晶胞的体积V(晶胞)=,X、Y可以看作刚性球,球体的体积公式为πr3,故该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为×100%。 答案:×100% 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $