2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题3第一单元 金属键 金属晶体第2课时 学案

3.1.2金属晶体【学习目标】1．能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成。2．能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力。3．理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析晶胞组成。4．能举例说明合金的优越性能。【基础知识梳理】一、晶体和晶胞1．晶体(1)概念内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现__________重复排列，外观具有__________________的固体物质。通常条件下，金属单质及其合金属于晶体。(2)根据________________，能推知晶体内部的微观结构。2．晶胞(1)概念：能够反映晶体结构特征的______________。金属晶体是金属晶胞在空间_______________而形成的。(2)研究晶体的结构只需重点研究其__________的结构。3．金属晶体(1)概念：金属晶体是金属原子通过__________形成的晶体。(2)金属晶体的成键粒子是__________和__________。成键粒子之间的相互作用是__________。二、金属晶体的原子结构模型1．金属原子在在二维空间的排列方式(1)金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体，在平面上（即二维空间），有两种堆积方式：图①图②图①的堆积方式为__________，原子的配位数为______；图②的堆积方式为__________，原子的配位数为________。(2)金属晶体的配位数：指距离某个原子__________且距离__________的原子个数。2．金属晶体的堆积方式图③图④图⑤图⑥(1)图③所示的堆积方式为__________堆积，配位数为______。实例：钋。(2)图④所示的堆积方式为__________堆积，配位数为______。实例：钠、钾、铬、钼、钨等。(3)图⑤所示的堆积方式为__________堆积，配位数为______。实例：金、银、铜、铅等。(4)图⑥所示的堆积方式为__________堆积，配位数为______。实例：镁、锌、钛等。3．平行六面体晶胞中微粒数目的计算——均摊法(1)晶胞的顶点原子是______个晶胞共用；(2)晶胞棱上的原子是______个晶胞共用；(3)晶胞面上的原子是______个晶胞共用；(4)晶胞体心的原子是______个晶胞共用。三、合金1．合金的概念一种金属与另一种或几种__________（或__________）的融合体。与单组分金属相比，合金的某些性能更优越。2．合金的性质(1)一般说来，合金的熔点__________组成它的各成分金属的熔点。(2)一般情况下，合金的硬度__________成分金属的硬度。【课堂检测】1．下列关于晶体的说法正确的是（）A．晶体和非晶态物质的本质区别是是否具有规则的几何外形B．晶体和非晶态物质都具有固定的熔点C．晶胞中任何一个微粒都属于该晶胞D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成2．金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是()A．图(a)为非密置层，配位数为6B．图(b)为密置层，配位数为4C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方3．某物质的晶体中，含A、B、C3种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未画出)，晶体中A、B、C的原子个数比为()A．1∶3∶1 B．2∶3∶1C．2∶2∶1 D．1∶3∶34．1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图甲所示，1183K以上纯铁晶体的基本结构如图乙所示，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。(1)纯铁晶体中铁原子以________键相互结合。(2)在1183K以下的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有________个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子有________个。【例1】已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2Z【例2】用X射线研究某金属晶体，测得其立方晶胞的边长为360pm，此时金属的密度为9.0g·cm－3。试回答：(1)此晶胞中含金属原子________个。(2)每个晶胞的质量是________g。(3)此金属的相对原子质量为________。(4)此原子的原子半径为________(pm)。

参考答案【基础知识梳理】一、晶体和晶胞1．(1)有规则规则几何外形(2)X射线衍射图2．晶胞(1)基本重复单位连续重复延伸(2)晶胞3．(1)金属键(2)金属阳离子自由电子金属键二、金属晶体的原子结构模型1．(1)非密置层4密置层6(2)最近相等2．(1)简单立方6(2)体心立方8(3)面心立方12(4)六方123．8421三、合金1．金属非金属2．(1)低于(2)高于【课堂检测】1．答案：D2．答案：C解析：密置层原子的配位数为6，非密置层原子的配位数为4，由此可知，图(a)为密置层，图(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方两种堆积。3．答案：A解析：A原子位于晶胞的顶点，故晶胞中A原子个数为8×＝1，B原子位于晶胞的面心，故晶胞中B原子个数为6×＝3，C原子位于晶胞的体心，故晶胞中C原子个数为1，所以晶胞中A、B、C的原子个数比为1∶3∶1，A项正确。4．答案：(1)金属(2)812解析：(1)纯铁晶体中铁原子以金属键相互结合。(2)在1183K以下的纯铁晶体中，与中心铁原子等距离且最近的铁原子为立方体顶点的铁原子，共8个；在1183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子为互相垂直的3个面上的铁原子，每个面上各4个，共12个。【例1】答案：C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。【例2】答案：(1)4(2)4.2×10－22(3)63.21(4)127.28pm。解析：(1)根据题意，此金属晶胞如题图所示：一个晶胞所含有的金属原子个数＝8×＋6×＝4。(2)根据晶胞的边长为360pm，可得晶胞的体积为(3.6×10－8)3cm3。根据质量＝密度×体积，