3.1.2 金属晶体 课件--2025-2026学年高二下学期化学苏教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦金属晶体，系统讲解构成微粒、堆积方式（简单立方、体心立方、六方、面心立方）、合金性能及晶胞计算。课堂导入从金属单质晶体特性切入，以铜晶胞为起点引出堆积规律，搭建微观结构与宏观性质的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与化学观念，通过思考交流（如铁镁合金晶胞分析）和自我测试（铜、金、钋晶胞计算），强化模型认知与证据推理。采用实例驱动教学，帮助学生提升微观探析能力，教师使用可高效落实核心素养，优化教学效果。

专题3　微粒间作用力与物质性质 　　第一单元　金属键　金属晶体 课时2　金属晶体 [学习目标] 1.能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及粒子之间的相互作用，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养(难点)。 2.理解金属晶体的堆积模型，并能对金属晶胞进行相关计算，强化证据推理与模型认知的学科核心素养(重点)。 新课导入 通常大多数金属单质是晶体。研究晶体结构只需重点研究晶胞结构，如金属铜。 其他金属晶体中的原子紧密堆积有什么规律？ 金、银、铜晶体 铜晶体、铜晶胞 一、金属晶体 1.金属晶体 (1)概念：金属原子在三维空间按一定的规律堆积而成的晶体。 (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 有两种方式——a： 非密置层，b：密置层(如图所示)。 特别提醒　密置层放置时，平面的利用率比非密置层的高。 a b 一、金属晶体 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： 简单立方堆积 体心立方堆积 六方堆积 面心立方堆积 非密置层堆积形成 密置层堆积形成 一、金属晶体 ②金属原子在三维空间里的堆积方式 简单立方堆积 钋 体心立方堆积 钠、钾、铬、钼、钨等 面心立方堆积 金、银、铜、铅等 注意　镁、锌、钛属于六方堆积。 一、金属晶体 2.金属材料——合金 (2)性能 ①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导电性和导热性一般低于任一组分金属。 白铜 青铜 黄铜 (1)概念：一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体。 一、金属晶体 思考交流 1.为什么金属晶体绝大多数采用密堆积方式？ 构成金属晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在三维空间的排列大都采用密堆积方式，这是因为在金属晶体中金属键没有方向性和饱和性，金属原子都趋向于吸引更多其他原子而分布于周围，并以密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。 思考交流 一、金属晶体 2.晶体中一种微粒周围距离相等且最近的其他微粒的数目叫配位数，回答下列问题。 (1)非密置层和密置层的配位数分别为____、____。  (2)简单立方堆积、体心立方堆积和面心立方堆积的配位数分别为______、_____、_____。  4 6 6 8 12 思考交流 一、金属晶体 3.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_____、_____。  面心立方堆积 8 4 二、关于金属晶胞的计算 1.假设某晶体的晶胞如图，以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值，N表示一个晶胞中所含有的微粒数，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=M。 2.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=×100%。 二、关于金属晶胞的计算 思考交流 如图为1个金属铜的晶胞，请完成以下探究。 (1)该晶胞“实际”拥有的铜原子数目为___个。 (2)每个铜原子周围紧邻且等距的铜原子数(配位数)为____。 (3)此晶胞中，顶点的两个铜原子是否相切？___(填“是”或“否”，下同)，同一个面的面对角线上的三个铜原子是否相切？ ；若晶胞立方 体的边长为a cm，则最近的两个铜原子间的距离为____ cm。 (4)若晶胞立方体的边长为a cm，Cu的摩尔质量为64 g·mol-1，阿伏加德罗 常数的值为NA，则金属铜的密度为_____ g·cm-3(用含a、NA的式子表示)。 4 12 否 是 a 铜原子个数为8×+6×=4 铜为面心立方堆积 面对角线长度： a ρ＝ 晶胞所含有铜原子数4个，则 m＝4× V = a3 cm3 自我测试 1.金属钠是体心立方堆积，下列关于钠晶体的判断合理的是 A.其熔点比金属钾的熔点低 B.一个钠的晶胞中，平均含有4个钠原子 C.该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 D.该晶体中的钠离子在外加电场的作用下可发生定向移动 √ 自我测试 2.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 √ 自我测试 3.金属钋(Po)的晶胞如图： ，若该立方体的边长为a cm，金 属原子的半径为r cm。 (1)r与a的关系为r=_____。  (2)Po原子的配位数为____。  (3)该晶胞“实际”拥有的原子个数是____。  (4)该晶胞的质量是____ g(该金属的摩尔质量为M g·mol-1)。  6 1 自我测试 (5)该晶体的密度为______ g·cm-3或_______ g·cm-3。  (6)该晶体中原子的空间利用率为(写出计算过程)：___________________ ___________________________________________________。  晶胞中含有8×=1个 原子，故空间利用率为×100%=×100%=% 本课结束 $