江苏省溧阳市南渡高级中学高二化学学案 021金属键 金属晶体

课题21 金属键 金属晶体
〔学习目标〕
1、了解金属键的本质，认识金属键与金属物理性质的辩证关系，能正确分析金属键的强弱；
2、了解金属晶体模型，深化金属晶体的物理性质的共性；
3、认识合金及其广泛应用。
〔知识梳理〕
一、金属键与金属特性
1、金属键
（1）概念
与 之间 的相互作用称为金属键。
（2）形成过程
通常情况下，金属原子的部分或全部 受 的束缚比较弱，它们可以从原子上“ ”下来，形成 ，金属原子的失去部分或全部
形成的 与 之间存在着 的相互作用。
（3）影响因素
①影响金属键强弱的主要因素有金属原子的 、单位体积内 的数目。
②一般而言，金属原子的 越小，单位体积内 的数目越多，金属键越 ，金属晶体的硬度越 ，熔、沸点越 。
2、金属特性
特性
原因
例题1：试比较下列金属熔点的高低，并按由低到高的顺序排列。
（1）Na、Mg、Al： ；
（2）Li、Na、K、Rb、Cs： 。
二、金属晶体
1、存在
大多数 及其 都是金属晶体。
2、组成单元
能够反映晶体结构特征的 ，称为晶胞。
3、常见堆积方式
（1）平面
在平面上，可有两种排列方式： 和 。
（2）三维空间
堆积方式
实例
立方体晶胞中不同位置的粒子数的计算：
①处于顶点的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞；
②处于棱上的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞；
③处于面上的粒子，同时为 个晶胞所共有，每个粒子有 属于该晶胞；
④处于晶胞内部的粒子，则 属于该晶胞。
4、合金
（1）定义
一种 与另一种或几种 （或 ）的融合体，称为合金。
（2）性能
①合金的熔点比各成分金属都要 ；
②合金比各成分金属具有更好的硬度、强度和机械加工性能。
例题2：金属晶体的形成是因为晶体中主要存在 （ ）
A、金属离子之间的相互作用
B、金属原子之间的作用
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
〔巩固练习〕——（要求：标出关键词，写出解题过程。）
1、下列叙述中，可以肯定是一种主族金属元素的是 （ ）
A、原子最外层有3个电子的一种金属
B、熔点低于100℃的一种金属
C、次外电子层上有8个电子的一种金属
D、除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属
2、金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是 （ ）
A、导电性 B、化学反应中易失去电子
C、延展性 D、硬度
3、在金属晶体中，自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是 （ ）
A、延展性 B、导电性 C、导热性 D、硬度
4、金属的下列性质中，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
5、如图是金晶体的晶胞，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用。金原子的直径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。
（1）此金属晶格属于 类型；
（2）金晶体每个晶胞中含有 个金原子；
（3）每个晶胞的质量是 克（写出计算过程，下同）；
（4）欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢性小球外，还应假定 ；
（5）一个晶胞的体积是 ；
（6）金晶体的密度是 。
6、金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示，实验测得钨的密度为ρg·cm-3，原子的相对质量为M，假定金属钨原子为等径的刚性球且每个原子精密堆积。
试计算：（1）晶胞的边长；
（2）钨原子的半径。