3.2.1 金屬晶體-高二化學(xué)同步課堂（魯科版2019選擇性必修2）

魯科版選擇性必修2

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)同學(xué)們好歡迎來到化學(xué)課堂meiyangyang8602請你思考！

各類晶體的晶胞有什么特點呢？聯(lián)想質(zhì)疑盡管晶體世界豐富多彩、復(fù)雜多樣，但人們在研究之初總是從簡單的晶體入手，金屬晶體、離子晶體、共價晶體和分子晶體等。各類晶體具有不同的結(jié)構(gòu)特點，決定著它們具有不同的性質(zhì)和用途。那么，不同類型的晶體中，微粒在空間如何排列?它們的排列受哪些因素影響?各類晶體的晶胞又有什么特點呢?

第三章

不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)

幾種簡單的晶體結(jié)構(gòu)模型課時1金屬晶體教材分析

節(jié)教材以構(gòu)建幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)模型為主線，以不同類型的晶體中微粒在空間如何排列，排列受哪些因素影響、各類晶體的晶胞有何特點等為核心問題分別介紹了金屬晶體、離子晶體、共價晶體和分子晶體。

教材設(shè)計了多樣化的探究活動欄目，幫助學(xué)生建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的聯(lián)系，構(gòu)建晶體結(jié)構(gòu)模型，落實"證據(jù)推理與模型認(rèn)知"化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)meiyangyang8602請你觀察！

觀察金屬置換反應(yīng)中金屬的生長過程可知：金屬具有較為規(guī)則的幾何外形金屬具有較為規(guī)則的幾何外形，是一種晶體，我們稱其為金屬晶體。01

金屬晶體

meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

金屬晶體Ti金屬晶體中的原子是通過什么作用結(jié)合在一起的？meiyangyang8602請你思考！

金屬晶體中的原子是通過什么作用結(jié)合在一起的？金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

金屬晶體由于“自由電子”為整個金屬所共有，所以金屬鍵沒有飽和性和方向性，從而導(dǎo)致金屬晶體可以看做等徑圓球的堆積。X射線衍射實驗充分驗證了這些事實meiyangyang8602請你思考！

金屬晶體的堆積模型在日常生活中，我們常常能發(fā)現(xiàn)密堆積的例子圖3-2-1就是一些近似圓球的水果的密堆積。把金屬晶體看成由其構(gòu)成微粒堆積而成的，是一種有效的思維模型。以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。meiyangyang8602meiyangyang8602

金屬晶體的堆積模型拓展視野金屬晶體可以看成由直徑相等的圓球在三維空間堆積而成I型II型配位數(shù)為4配位數(shù)為6密置層非密置層1234123456金屬晶體的原子在二維平面堆積模型meiyangyang8602meiyangyang8602

金屬晶體的堆積模型拓展視野金屬晶體可以看成由直徑相等的圓球在三維空間堆積而成配位數(shù)為4配位數(shù)為6密置層非密置層金屬晶體的原子在二維平面堆積模型meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型金屬晶體可以看成由直徑相等的圓球在三維空間堆積而成金屬晶體的原子在三維空間堆積模型meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型金屬晶體的原子在三維空間堆積模型（1）.簡單立方堆積：只有金屬（Po）采取這種堆積方式meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型金屬晶體的原子在三維空間堆積模型（1）.簡單立方堆積：非最緊密堆積，空間利用率低（52%）配位數(shù)是

個.6每個晶胞含原子數(shù)：1meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型（2）鉀型----體心立方堆積：meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型（2）鉀型----體心立方堆積：這種堆積晶胞是一個體心立方，每個晶胞每個晶胞含

個原子，空間利用率不高（68%），屬于非密置層堆積，配位數(shù)為

，許多金屬（如Na、K、Fe等）采取這種堆積方式。28meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型等徑圓球的密置層和密置層的互相疊放得到的最密堆積排列方式有兩種。（3）鎂型----六方密堆積：BAABmeiyangyang8602金屬晶體的堆積模型等徑圓球的密置層和密置層的互相疊放得到的最密堆積排列方式有兩種。（3）鎂型----六方密堆積：配位數(shù)：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：1274%260°120°meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型等徑圓球的密置層和密置層的互相疊放得到的最密堆積排列方式有兩種。（4）銅型----面心立方最密堆積：ABCAmeiyangyang8602金屬晶體的堆積模型等徑圓球的密置層和密置層的互相疊放得到的最密堆積排列方式有兩種。（4）銅型----面心立方最密堆積：配位數(shù)：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：1274%4meiyangyang8602金屬晶體的堆積模型等徑圓球的密置層和密置層的互相疊放得到的最密堆積排列方式有兩種。02常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)meiyangyang8602常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)meiyangyang8602常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式面心立方最密堆積體心立方密堆積六方最密堆積常見金屬結(jié)構(gòu)示意圖配位數(shù)晶胞中的微粒數(shù)1281224Mg、Zn、TiLi、Na、K、Ba、W、FeCa、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt2meiyangyang8602meiyangyang8602請你思考！金屬具有延展性的原因meiyangyang8602meiyangyang8602金屬具有延展性的原因在金屬晶體中，由于自由電子的“膠合”作用，當(dāng)金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。meiyangyang8602meiyangyang8602請你思考！

合金的性能為什么比純金屬更優(yōu)越交流·研討合金

：由一種金屬與另一種金屬或幾種金屬或某些非金屬所組成的、具有金屬特性的物質(zhì)。合金的特點:①熔點比成分金屬低。②硬度比成分金屬高。meiyangyang8602合金的性能為什么比純金屬更優(yōu)越FeC鋼AuCuK金meiyangyang8602合金的性能為什么比純金屬更優(yōu)越

合金內(nèi)加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難。因此，在一般情況下，合金比純金屬硬度大。練習(xí)1、下列金屬的晶體結(jié)構(gòu)類型都屬于面心立方最密堆積A1型的是（

）A.Li、Na、Mg、CaB.Li、Na、K、RbC.Ca、Pt、Cu、AuD.Be、Mg、Ca、ZnC例2、已知某金屬晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則與該晶胞中任意一個頂點的原子距離相等且最近的原子數(shù)為(

)A.6 B.4 C.8 D.12D03

有關(guān)晶體的計算meiyangyang8602晶胞密度的計算ρ＝N為晶胞中所含微粒個數(shù)，M為所含微粒的摩爾質(zhì)量，NA為阿伏加德羅常數(shù)，V為晶胞的體積，其單位為cm3，ρ為晶體的密度，其單位為g·cm－3。1nm=10-7cm1pm=10-10cm練習(xí)3、金屬銅采取的是A1

型密堆積，其晶胞邊長為3.62×10-10m，每1個Cu原子的質(zhì)量為1.05562×10-25kg，計算銅的密度ρ。提示：金屬銅采取A1

型密堆積，其晶胞是面心立方晶胞，每個晶胞中實際擁有的Cu原子是4個，練習(xí)4、金屬鈉晶體為體心立方晶格(如下圖)，實驗測得鈉的密度為ρ(g·cm-3)。已知鈉的相對原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1)，假定鈉原子為等徑的剛性球且處于體對角線上的三個球相切。則鈉原子的半徑r（cm）為.meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602空間利用率計算1、簡單立方堆積arra=2ra=2rV晶胞=a3V球=4πr3/3空間利用率=4πr3/3a3×100%≈52%meiyangyang8602meiyangyang8602空間利用率計算2體心立方堆積-----鉀型rrrr設(shè)原子半徑為r、晶胞邊長為a，根據(jù)勾股定理，得：2a2+a2=(4r)2空間利用率

=晶胞含有原子的體積/晶胞體積100%

=meiyangyang8602meiyangyang8602空間利用率計算3、面心立方晶胞rrrr邊長為

a面對角線邊長為

a＝4rmeiyangyang8602meiyangyang8602空間利用率計算3、面心立方晶胞rrrr

a=2.83r

每個面心立方晶胞含原子數(shù)目：

81/8+6?=4

%=(4