第3章 第2节 第1课时 金属晶体和离子晶体（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修2教师用书（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕）

第2节　几种简单的晶体结构模型

第1课时　金属晶体和离子晶体

［核心素养发展目标］　1.知道金属晶体的概念和特征，能列举金属晶体的基本堆积模型，能用金属键理论解释金属晶体的物理性质。2.知道离子晶体的概念，理解离子晶体类型与其性质的关系。

一、金属晶体

1.概念

金属原子通过金属键形成的晶体。

2.结构

3.常见金属晶体的结构

 

4.金属晶体的结构与物理性质

（1）

金属晶体具有良好的延展性、导电性、导热性。这些性质均与金属键有关。

（2）金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质，如具有最密堆积结构的金属的延展性往往比具有其他结构的金属的延展性好。

（3）金属晶体熔、沸点变化规律

①同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷数决定，阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键就越强，晶体熔点就越高。例如熔点：Li>Na>K>Rb>Cs，Na<Mg<Al。

②金属晶体的熔点差别较大，如Hg熔点很低，碱金属熔点较低，铁等金属熔点很高。这是由于金属晶体密堆积方式、金属阳离子和“自由电子”的作用力不同造成的。

③合金的熔点一般低于其成分金属的熔点。

知识拓展

1.金属晶体的堆积模型

由于金属键没有方向性，因此金属晶体可以看成由直径相等的圆球在三维空间堆积而成。等径圆球在平面上的堆积方式很多，如图1给出了球堆积层的两种模式，其中最紧密堆积排列只有一种，称为密置层。层与层之间相互叠放在一起，便形成了晶体的堆积模型，如图2所示。

2.配位数

晶体学中，一个原子或离子周围距离相等且最近的原子或离子的数目，叫配位数。体心立方晶系中原子配位数为8，在面心立方最密堆积和六方紧密堆积结构中，配位数均为12。

离子晶体中，配位数指一个离子周围距离相等且最近的异电性离子的数目。

3.晶体密度的计算方法

（1）以晶胞为研究对象，运用切割法分析每个晶胞中含有的微粒数，计算一个晶胞的质量m=（NA为阿伏加德罗常数的值，N为晶胞中所含微粒个数，M为所含微粒的摩尔质量）。

（2）结合晶胞中的几何关系，计算一个晶胞的体积，用m=ρ·V的关系计算。

例　金属铜的晶胞结构如图所示。晶胞中A、B两铜原子的核间距为d pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则铜晶体的密度为　　　　 g·cm-3（列出计算表达式）。 

答案　

解析　根据题意可知，晶胞边长为d pm，晶胞中铜原子个数为8×+6×=4，阿伏加德罗常数的值为NA，则铜晶体的密度为 g·cm-3。

1.正误判断

（1）金属键在本质上是一种电性作用 （　　）

（2）有阳离子的晶体中一定含有阴离子 （　　）

（3）金属晶体和电解质溶液在导电时均发生化学变化 （　　）

（4）金属晶体只有还原性 （　　）

（5）金属晶体的堆积模型仅与金属原子的半径有关 （　　）

（6）金属具有金属光泽的原因与“自由电子”对光的吸收和释放有关 （　　）

答案　（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×

（6）√

2.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为              （　　）

A.1∶2∶1 B.11∶8∶4

C.9∶8∶4 D.9∶14∶9

答案　A