金属晶体教案（新人教版选修3）
[学习目标]
l 知道金属键的涵义
l 能用金属键理论解释金属的物理性质
l 能列举金属晶体的基本堆积模型
l 了解金属晶体性质的一般特点
l 理解金属晶体的类型与性质的关系．
[知识梳理]
1.在金属单质的晶体中，原子之间以____________相互结合.描述金属键本质的最简单理论是__________理论. 构成金属晶体的粒子是_________和_________.
2.金属键的强度差别_________.例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而_____是熔点最高,硬度最大的金属,这是由于_____________________________的缘故. 铝硅合金在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。在①铝②硅③铝硅合金三种晶体中，它们的熔点从低到高的顺序是_______________。
3.金属材料有良好的延展性是由于_____________________________.金属材料有良好的导电性是由于_____________________________.金属的热导率随温度升高而降低是由于_________________________________.
4. 金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层,其配位数分别为______和__________.
5.金属晶体可看成金属原子在_________________里堆积而成.金属原子堆积有4种基本模式,分别是_______________,_____________________,_________________,__________________.
金属晶体的最密堆积是___________________,配位数是__________.
[方法导引]
1.金属晶体性质及理论解释
导电性
导热性
延展性
金属离子和自由电子
自由电子在外加电场的作用下发生定向移动
自由电子与金属离子碰撞传递热量
晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用
2.金属晶体的熔点变化规律
①金属晶体熔点差别较大，汞在常温下是液体，熔点很低(－38.9℃)，而钨的熔点高达3410℃．这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同而造成的差别．
②
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一般情况下(同类型的金属晶体)，金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定．金属离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高．例如，熔点：NaK>Rb>Cs．
例1．金属的下列性质中和金属晶体无关的是（ ）
A．良好的导电性 B．反应中易失电子
C．良好的延展性 D．良好的导热性
解析：备选答案A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的，备选答案B，金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关．
答案：B
例3.下列有关金属元素特征的叙述正确的是（ ）
A、金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B、金属元素在一般化合物中只显正价
C、金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D、金属元素的单质在常温下均为金属晶体
解析：A、对于变价金属中，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2+。B、金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价。C、金属元素有的有变价，有的无变价，如Na+。D、金属汞常温下为液体。
答案：B。
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例4.物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键．金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强．由此判断下列说法错误的是( )
A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔沸点低于钙
C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔沸点高于钾
解析：价电子数Al＞Mg，原子半径Al＜Mg，所以Al的金属键更强，所以A的说法错误．Mg和Ca的价电子数相同，而原子半径Mg＜Ca，所以金属键的强弱Mg＞Ca，所以B的说法错误．价电子数Mg＞K，原子半径Mg＜Ca＜K，所以C的说法正确．价电子数Ca＞K，原子半径Ca＜K，所以D的说法也正确．
答案：AB
[基础训练]
1．下列有关金属元素的特征叙述正确的是( )
A．金属元素的原子具有还原性，离子只有氧化性
D．金属元素的化合价一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不相同
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
2．下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 ( )
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质在常温下都是金属晶体
3．金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( )
A．易导电 B．易导热C．有延展性 D．易锈蚀
4．下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( )
A．白磷 B．氦C．金刚石 D．金属镁
5．金属具有延展性的原因是( )
A．金属原子半径都较大，价电子较少
B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
6．下列说法不正确的是( )
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A．金属单质的熔点一定比非金属单质高
B．离子晶体中不一定含有金属元素
C．在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
7．金属晶体的形成是因为晶体中存在( )
A．金属离子间的相互作用 B．金属原子间产生相互作用
C．金属离子与自由电子间的相互作用 D．金属原子与自由电子间的相互作用
8．关于金属元素的特征，下列叙述正确的是( )
①金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 ②金属元素在化合物中一般显正价 ③金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱 ④金属元素只有金属性，没有非金属性 ⑤价电子越多的金属原子的金属性越强
A．①②③ B．②③ C．①⑤ D．全部
9．金属的下列性质中，与自由电子无关的是 ( )
A．密度大小 B．容易导电 C．延展性好 D．易导热
10．下列有关金属的叙述正确的是( )
A．金属元素的原子具有还原性，其离子只有氧化性
B．金属元素的化合价—般表现为正价
C．熔化状态能导电的物质—定是金属的化合物
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
11.下列叙述正确的是 ( )
A．原子晶体中可能存在离子键 B．分子晶体中不可能存在氢键
C．在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子 D．金属晶体导电是金属离子所致
12.金属能导电的原因是（ ）
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
13．下列叙述正确的是 （ ）
A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
B．原子晶体中只含有共价键
C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
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D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键
14.在核电荷数1~18的元素中，其单质属于金属晶体的有 ，属于分子晶体的有 ，属于原子晶体的有 ．
15. 简要填空：
(1)金属导电是____________________的结果．
(2)金属导热是____________________的结果．
(3)金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作用，紧密堆积的原子(离子)层发生了________________，而金属离子和自由电子之间的____________________没有改变．
16. 碱金属单质的熔点顺序为Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，试用金属晶体结构的知识加以解释．
17.．在金属晶体中存在的粒子是____________和____________．通过______________形成的单质晶体叫做金属晶体．
18.．(1)请描述金属晶体中自由电子的存在状态．
答：_____________________________________________________________．
(2)请说明金属晶体中自由电子所起的作用．
答：___________________________________________________________________．
19. 金属导电靠___________，电解质溶液导电靠_____________;金属导电能力随温度升高而_________, 溶液导电能力随温度升高而____________.
20.有一种金属结构单元是一个“面心立方体”（注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子）。该单元平均是由__________个金属原子组成的。
[拓展提高]
21.晶胞是晶体中最小的重复单元．已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示．若铁原子的半径为，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图 丙中AB的长度为______________m．
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22. 某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。
23.石墨片层结构如右图所示，问：
（1）平均多少个碳原子构成一个正六边形？
（2）n g碳原子可构成多少个正六边形？
第三节 金属晶体 [基础训练]参考答案
1．B 2．B 3．D 4．BC 5．B 6．AC 7．C 8．B 9．A 10．B 11. C
12. B 13. B 14.答案： Li、Be、Na、Mg、Al ; H2、He、N2、O2、F2、Ne、P4、S、Cl2、Ar ; C、Si、B
17.金属离子；自由电子；金属键
18.．(1)自由电子均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有．
(2)使金属阳离子结合在一起形成晶体; 使金属晶体具有导电性、导热性和延展性．
19. 自由电子；自由离子；减弱；增强
20. 4
21．
提示：
22. ．依题意画出侧面图，设正立方体边长为a，则体积为a3。
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原子半径，每个正立方体包括金属原子
8×1／8+6×1/2＝4(个)，球体体积共
4×空间利用率为：.
23.解析：
（1）方法1：利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需碳原子数：6×1/3=2；
方法2：利用点、线、面的关系，每个碳原子提供的边数：3×1/2=1.5 (6×1/2)/1.5=2
（2）(n/12)NA/2.
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