新人教化学选修3第3章第3节金属晶体

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1、第三节　金属晶体一、关于金属键1．几种化学键的比较类型比较离子键共价键金属键非极性键极性键配位键本质阴、阳离子间通过静电作用形成相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成金属阳离子与自由电子间的作用成键条件(元素种类)成键原子的得、失电子能力差别很大(金属与非金属之间)成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得失电子能力差别较小(不同非金属)成键原子一方有孤对电子(配体)，另一方有空轨道(中心离子)同种金属或不同种金属(合金)特征无方向性、饱和性有方向性、饱和性无方向

2、性表示方式(电子式)Na＋[]－HH－存在离子化合物(离子晶体)单质H2、共价化合物H2O2、离子化合物Na2O2共价化合物HCl、离子化合物NaOH离子化合物NH4Cl金属单质(金属晶体、合金)2.金属具有导电性、导热性和延展性的原因(1)延展性：当金属受到外力作用时，晶体中各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚球之间润滑剂的作用，即金属的离子和自由电子之间的较强作用仍然存在，因而金属都有良好的延展性。(2)导电性：金属内部的原

3、子之间的“电子气”的流动是无方向性的，在外加电场的作用下，电子气在电场中定向移动形成电流。(3)金属的热导率随温度的升高而降低，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞的缘故。3．金属导电与电解质溶液导电的比较。运动的微粒过程中发生的变化温度的影响金属导电自由电子物理变化升温，导电性减弱电解质溶液导电阴、阳离子化学变化升温、导电性增强4.影响金属熔点、硬度的因素一般地，熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。一般来说，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强

4、，因而晶体熔点越高，硬度越大。二、关于金属晶体1．金属晶体结构2．物理性质3．位置与分类4．金属之最(1)在生活生产中使用最广泛的金属是铁(一般是铁与碳的合金)；(2)地壳中含量最多的金属元素是铝(Al)；(3)自然界中最活泼的金属元素是铯(Cs)；(4)最稳定的金属单质是金(Au)；(5)最硬的金属单质是铬(Cr)；(6)熔点最高的金属单质是钨(3413℃)(W)；(7)熔点最低的金属单质是汞(－39℃)(Hg)；(8)延展性最好的是金(Au)；(9)导电性能最好的是银(Ag)；(10)密度最

5、大的是锇(22.57g·cm－3)(Os)。5.三维空间模型常见的三种结构三种典型结构类型体心立方晶格面心立方晶体密排六方晶格配位数81212常见金属晶体结构(有些金属晶体可能有两种或三种晶格)Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、FeCa、Sr、Cu、Au、Al、Pb、Ni、Pd、PtBe、Mg、Ca、Sr、Co、Ni、Zn、Cd、Ti结构示意图空间利用率68%74%74%堆积形式体心立方最密堆积面心立方最密堆积六方最密堆积　要使金属晶体熔化必须破

6、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．金属镁的熔点大于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C．金属铝的硬度大于金属钠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，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属铝

7、比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。答案　C影响晶体熔、沸点的是组成晶体的粒子间的相互作用，包括化学键和分子间作用力。而影响金属晶体熔、沸点的是金属离子和自由电子之间的作用力，金属键的大小要从离子半径和离子所带的电荷两个方面结合起来分析。　金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。

8、金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。(1)金晶体每个晶胞中含有　　　　个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定　　　　　　。(3)一个晶胞的体积是　　　　。(4)金晶体的密度是　　　　。解析　(1)由分摊法，在每个面心立方体中，每个顶点上的金原子为8个晶胞所共有，因此每个原子有属于晶胞；根据类似的道理，每个面的中心的金原子，每个原子有属于晶胞。所以每个晶胞中的金原子数＝8×＋6×＝4；(2)应假定：在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此