第三节 金属晶体(第二课时)
【学习目标】
1.能列举金属晶体的基本堆积模型
2.了解金属晶体性质的一般特点
3.理解金属晶体的类型与性质的关系
【学习过程】
1.金属晶体:金属原子通过 形成的晶体。
2.金属晶体的基本构成微粒: 。
3.金属晶体的微粒间相互作用: 。
4.金属晶体的基本结构型式对比:晶体的基本构成微粒之间以金属键相互结合,金属键没有 和 ,从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。金属等径圆球密堆积有三种基本方式:
结构型式
堆积型式
晶胞结构
配位数
空间利用率
常见金属
面心立方最密堆积
面心立方
74%
六方最密堆积
六方晶胞
74%
体心立方密堆积
体心立方
68%
5. 金属晶体的物理性质及其解释
物理性质
解释
不透明性
金属晶体是层状结构,属于原子的密堆积
有金属光泽
金属可以吸收波长范围极广的光并重新反射出
有良好的导电性
在外加电压的作用下自由电子可以定向运动
有良好的导热性
自由电子间及其与金属离子之间的碰撞可以传递能量
有良好的延展性
金属受外力作用时,密积层之间发生相对滑动而金属键不被破坏
6. 形成金属晶体的物质类别:金属单质及其合金。合金:由一种金属与另一种或几种金属或某些非金属所组成的、具有金属特性的物质。根据组成元素的电负性、原子半径的不同,合金可分为 、 、
三类。合金的熔点一般比成分金属的熔点低,但合金的硬度、强度一般比成分金属大。
【典题解悟】
例1:要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱,而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是( )
A.金属镁的硬度大于金属铝
B.碱金属单质的熔.沸点从Li到Cs是逐渐增大的
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C.金属镁的熔点大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
解析:镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少,所以金属镁比金属铝的金属键弱,例2.金属晶体堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是( )
A.金属原子的价电子数少 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
解析:这是因为分别借助于没有方向性的金属键形成的金属晶体的结构中,都趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围,并以密堆积的方式降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。
答案:D
【当堂检测】
1.金属晶体的形成原因是因为晶体中存在( )
①金属原子 ②金属阳离子 ③自由电子 ④阴离子
A.只有① B.只有③ C.②③ D.②④
2.在单质的晶体中一定不存在的微粒是( )
A.原子 B.分子 C.阴离子 D.阳离子
3.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
4.下列不属于金属晶体共性的是( )
A.易导电 B.易导热 C.有延展性 D.高熔点
5.金属晶体的下列性质,不能用金属晶体结构加以解释的是( )
A.易导电 B.易导热 C.有延展性 D.易锈蚀
6.金属晶体堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是( )
A.金属原子价电子数少 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
7.下列金属的晶体结构类型都属于面心立方最密堆积A1型的是( )
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A. Li、Na、Mg、Ca B. Li、Na、K、Rb
C. Ca、Pt、Cu、Au D. Be、Mg、Ca、Zn
8.下列叙述不正确的是( )
A.金属单质在固态或液态时均能导电
B.晶体中存在离子的一定是离子晶体
C.金属晶体中的自由电子属于整个金属共有
D.钠比钾的熔点高,是因为金属钠晶体中的金属键比金属钾晶体中金属键强
9.下列关于金属晶体导电的叙述中,正确的是( )
A.金属晶体内的自由电子在外加电场条件下可以发生移动
B.在外加电场的作用下,金属晶体内的金属阳离子相对滑动
C.在外加电场作用下,自由电子在金属晶体内发生定向运动
D.温度越高,金属导电性越强
10.某固体仅由一种元素组成,密度为5.0g/cm3,用射线研究该固体的结构时得知:在边长为10-7cm的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的( )
A.32 B.120 C.150 D.180
11. 下列金属的密堆积方式,对应晶胞都正确的是( )
A. Na、A1、体心立方 B. Mg、A2、六方
C. Ca、A3、面心立方 D. Au、A1、面心立方
12、下列物质中,不属于合金的是( )
A.黄铜 B.生铁 C.不锈钢 D.水银
13.某晶体有金属光泽,熔点较高,能否由此判断该晶体是否属于金属晶体 (填“能”或“不能”),判断该晶体是否属于金属晶体的最简单的实验方法是 。
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