2018-2019版高中化学 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 第2课时 苏教版选修3.ppt

第2课时金属晶体 专题3第一单元金属键金属晶体 学习目标定位 1 认识晶体的结构特点 明确晶胞的概念 学会晶胞中微粒数的计算方法 切割法 2 熟知金属晶体的原子堆积模型 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 晶体 具有的固体 晶体的外形规则是其内部结构规则的外部表现 构成晶体的微粒的排列是规则的 2 晶胞 1 晶体结构中叫晶胞 2 一般来说 晶胞都是 3 晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元 在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞 而且所有晶胞的形状及其内部含有的原子种类 个数及几何排列都是完全相同的 规则几何外形 一 晶体 晶胞及其所含微粒数的计算方法 最小的重复单元 平行六面体 3 金属铜的晶胞为面心立方晶胞 如图所示 观察分析上图 回答下列问题 1 位于顶角上的铜原子为个晶胞共有 2 位于面心上的铜原子为个晶胞共有 3 晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是 铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 8 2 4 相关视频 1 晶体是由无数个晶胞堆积得到的 知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类 数目和粒子所处的空间位置 就可以认识整个晶体的结构 2 晶胞中微粒个数的计算 切割法 计算一个晶胞中实际拥有的微粒数 常用切割法 即某个粒子为n个晶胞所共有 则该粒子的属于这个晶胞 如长方体 正方体 晶胞中不同位置的粒子数的计算 相关视频 例1现有甲 乙 丙 如下图 三种晶体的晶胞 甲中x处于晶胞的中心 乙中a处于晶胞的中心 可推知 甲晶胞中x与y的个数比是 乙晶胞中a与b的个数比是 丙晶胞中有 个c离子 有 个d离子 答案 解析 4 3 1 1 4 4 例2如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元 晶胞 的排列方式 图中 X Y Z 其对应的化学式不正确的是 答案 解析 解析A图中X Y原 离 子的位置 数目完全等同 化学式为XY 正确 B图化学式应为XY 错误 误区提醒 1 金属原子在二维平面中放置的两种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 即二维空间里 可有两种方式 a b 如下图所示 1 晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数 分析右图非密置层的配位数是 密置层的配位数是 2 密置层放置时 平面的利用率比非密置层的要高 非密置层 二 金属晶体中金属原子的堆积方式 密置层 4 6 2 金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型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 六方 3 合金 1 概念 由或混合形成具有金属性质的物质称为合金 如钠钾合金 铜锌合金等 2 合金的性质 合金的熔 沸点一般比组成它的各成分金属的熔 沸点 形成合金后硬度 强度 一般情况下 一种金属和另一种 几种金属 非金属 低 大 1 堆积原理组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时 在空间的排列大都服从紧密堆积原理 这是因为在金属晶体中 金属键没有方向性和饱和性 因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围 并以紧密堆积方式降低体系的能量 使晶体变得比较稳定 2 常见的堆积模型 相关视频 例3对图中某金属晶体结构的模型进行分析 有关说法正确的是A 该种堆积方式称为六方堆积B 该种堆积方式称为体心立方堆积C 该种堆积方式称为面心立方堆积D 金属Mg就属于此种堆积方式 答案 解析 解析由图示知该堆积方式为面心立方堆积 A B错误 C正确 Mg是六方堆积 D错误 例4金晶体是面心立方体 立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌 如图 其余各面省略 金原子半径为Acm 求 1 金晶体中最小的一个立方体含有 个金原子 答案 解析 4 2 金的密度为 g cm 3 用带A的计算式表示 答案 解析 立方晶胞中各物理量的关系 方法规律 晶体 学习小结 概念 结构微粒在空间呈周期性有序排列 类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 晶胞 切割法确定其微粒数 金属晶体 堆积方式 达标检测 1 下列不属于晶体的特点的是A 一定有固定的几何外形B 一定有各向异性C 一定有固定的熔点D 一定是无色透明的固体 答案 1 2 3 4 5 2 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 其熔点比金属铝的熔点高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 答案 解析 1 2 3 4 5 解析金属的原子半径越小 金属离子所带电荷数越多 金属键越强 金属熔化时破坏金属键 所以Al的金属键强度大于Na的金属键强度 所以Na的熔点比金属Al的熔点低 故A错误 1 2 3 4 5 自由电子在电场的作用下可以定向移动 金属晶体中存在自由移动的电子 所以该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 故C正确 晶体中的钠离子不能自由移动 所以晶体中的钠离子在外加电场作用下不能定向移动 故D错误 A XYZB X2Y4ZC XY4ZD X4Y2Z 3 已知某晶体晶胞如图所示 则该晶体的化学式为 答案 解析 1 2 3 4 5 解析该晶体的晶胞是正方体形晶胞 该晶胞拥有的X原子数为8 1 Y原子位于该晶胞内 共有4个 因此该晶胞中拥有的Y原子数为4 Z只有1个 位于晶胞的体心上 故该晶体的化学式为XY4Z A 为简单立方堆积 为六方最密堆积 为体心立方堆积 为面心立方最密堆积B 每个晶胞含有的原子数分别为 1个 2个 2个 4个C 晶胞中原子的配位数分别为 6 8 8 12D 空间利用率的大小关系为 4 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示 有关说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 解析本题考查了金属晶体的堆积方式 准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键 为简单立方堆积 为体心立方堆积 为六方最密堆积 为面心立方最密堆积 A项错误 1 2 3 4 5 晶胞 中原子的配位数应为12 C项错误 四种晶体的空间利用率分别为52 68 74 74 所以D项错误 应为 5 回答下列问题 1 1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示 1183K以上转变为图2所示的基本结构单元 在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同 1 2 3 4 5 答案 铁原子的简化电子排布式为 铁晶体中铁原子以 键相互结合 Ar 3d64s2 金属 在1183K以下的纯铁晶体中 与铁原子等距离且最近的铁原子数为 在1183K以上的纯铁晶体中 与铁原子等距离且最近的铁原子数为 1 2 3 4 5 答案 解析 解析在1183K以下的纯铁晶体中 与体心铁原子等距离且最近的铁原子是8个顶点的铁原子 在1183K以上的纯铁晶体中 与面心铁原子等距离且最近的铁原子有12个 8 12 2 铜的晶胞示意为图3 晶胞中所含的铜原子数为 个 金属铜晶胞的边长为acm 又知铜的密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数为 1 2 3 4 5 答案 解析 4 1 2 3 4 5