2023-2024學(xué)年蘇教版新教材選擇性必修二 專題3第一單元 金屬鍵 金屬晶體第2課時(shí) 學(xué)案

3.1.2金屬晶體【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．能借助模型說明常見金屬晶體中晶胞的構(gòu)成。2．能利用金屬晶體的通性判斷晶體類型，進(jìn)一步理解金屬晶體中各微粒之間的作用力。3．理解金屬晶體的堆積模型，并能用均攤法分析晶胞組成。4．能舉例說明合金的優(yōu)越性能。【基礎(chǔ)知識梳理】一、晶體和晶胞1．晶體(1)概念內(nèi)部粒子(原子、離子或分子)在空間呈現(xiàn)__________重復(fù)排列，外觀具有__________________的固體物質(zhì)。通常條件下，金屬單質(zhì)及其合金屬于晶體。(2)根據(jù)________________，能推知晶體內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)。2．晶胞(1)概念：能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的______________。金屬晶體是金屬晶胞在空間_______________而形成的。(2)研究晶體的結(jié)構(gòu)只需重點(diǎn)研究其__________的結(jié)構(gòu)。3．金屬晶體(1)概念：金屬晶體是金屬原子通過__________形成的晶體。(2)金屬晶體的成鍵粒子是__________和__________。成鍵粒子之間的相互作用是__________。二、金屬晶體的原子結(jié)構(gòu)模型1．金屬原子在在二維空間的排列方式(1)金屬晶體中的原子可以看成直徑相等的球體，在平面上（即二維空間），有兩種堆積方式：圖①圖②圖①的堆積方式為__________，原子的配位數(shù)為______；圖②的堆積方式為__________，原子的配位數(shù)為________。(2)金屬晶體的配位數(shù)：指距離某個(gè)原子__________且距離__________的原子個(gè)數(shù)。2．金屬晶體的堆積方式圖③圖④圖⑤圖⑥(1)圖③所示的堆積方式為__________堆積，配位數(shù)為______。實(shí)例：釙。(2)圖④所示的堆積方式為__________堆積，配位數(shù)為______。實(shí)例：鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等。(3)圖⑤所示的堆積方式為__________堆積，配位數(shù)為______。實(shí)例：金、銀、銅、鉛等。(4)圖⑥所示的堆積方式為__________堆積，配位數(shù)為______。實(shí)例：鎂、鋅、鈦等。3．平行六面體晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算——均攤法(1)晶胞的頂點(diǎn)原子是______個(gè)晶胞共用；(2)晶胞棱上的原子是______個(gè)晶胞共用；(3)晶胞面上的原子是______個(gè)晶胞共用；(4)晶胞體心的原子是______個(gè)晶胞共用。三、合金1．合金的概念一種金屬與另一種或幾種__________（或__________）的融合體。與單組分金屬相比，合金的某些性能更優(yōu)越。2．合金的性質(zhì)(1)一般說來，合金的熔點(diǎn)__________組成它的各成分金屬的熔點(diǎn)。(2)一般情況下，合金的硬度__________成分金屬的硬度。【課堂檢測】1．下列關(guān)于晶體的說法正確的是（）A．晶體和非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別是是否具有規(guī)則的幾何外形B．晶體和非晶態(tài)物質(zhì)都具有固定的熔點(diǎn)C．晶胞中任何一個(gè)微粒都屬于該晶胞D．已知晶胞的組成就可推知晶體的組成2．金屬原子在二維空間里的放置有如圖所示的兩種方式，下列說法中正確的是()A．圖(a)為非密置層，配位數(shù)為6B．圖(b)為密置層，配位數(shù)為4C．圖(a)在三維空間里堆積可得六方最密堆積和面心立方最密堆積D．圖(b)在三維空間里堆積僅得簡單立方3．某物質(zhì)的晶體中，含A、B、C3種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未畫出)，晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為()A．1∶3∶1 B．2∶3∶1C．2∶2∶1 D．1∶3∶34．1183K以下純鐵晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖甲所示，1183K以上純鐵晶體的基本結(jié)構(gòu)如圖乙所示，在兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同。(1)純鐵晶體中鐵原子以________鍵相互結(jié)合。(2)在1183K以下的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子有________個(gè)；在1183K以上的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子有________個(gè)。【例1】已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2Z【例2】用X射線研究某金屬晶體，測得其立方晶胞的邊長為360pm，此時(shí)金屬的密度為9.0g·cm－3。試回答：(1)此晶胞中含金屬原子________個(gè)。(2)每個(gè)晶胞的質(zhì)量是________g。(3)此金屬的相對原子質(zhì)量為________。(4)此原子的原子半徑為________(pm)。

參考答案【基礎(chǔ)知識梳理】一、晶體和晶胞1．(1)有規(guī)則規(guī)則幾何外形(2)X射線衍射圖2．晶胞(1)基本重復(fù)單位連續(xù)重復(fù)延伸(2)晶胞3．(1)金屬鍵(2)金屬陽離子自由電子金屬鍵二、金屬晶體的原子結(jié)構(gòu)模型1．(1)非密置層4密置層6(2)最近相等2．(1)簡單立方6(2)體心立方8(3)面心立方12(4)六方123．8421三、合金1．金屬非金屬2．(1)低于(2)高于【課堂檢測】1．答案：D2．答案：C解析：密置層原子的配位數(shù)為6，非密置層原子的配位數(shù)為4，由此可知，圖(a)為密置層，圖(b)為非密置層。密置層在三維空間堆積可得到六方最密堆積和面心立方最密堆積，非密置層在三維空間堆積可得簡單立方和體心立方兩種堆積。3．答案：A解析：A原子位于晶胞的頂點(diǎn)，故晶胞中A原子個(gè)數(shù)為8×＝1，B原子位于晶胞的面心，故晶胞中B原子個(gè)數(shù)為6×＝3，C原子位于晶胞的體心，故晶胞中C原子個(gè)數(shù)為1，所以晶胞中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為1∶3∶1，A項(xiàng)正確。4．答案：(1)金屬(2)812解析：(1)純鐵晶體中鐵原子以金屬鍵相互結(jié)合。(2)在1183K以下的純鐵晶體中，與中心鐵原子等距離且最近的鐵原子為立方體頂點(diǎn)的鐵原子，共8個(gè)；在1183K以上的純鐵晶體中，與鐵原子等距離且最近的鐵原子為互相垂直的3個(gè)面上的鐵原子，每個(gè)面上各4個(gè)，共12個(gè)。【例1】答案：C解析：該晶體的晶胞是正方體形晶胞。該晶胞擁有的X原子數(shù)為8×＝1；Y原子位于該晶胞內(nèi)，共有4個(gè)，因此該晶胞中擁有的Y原子數(shù)為4；Z只有1個(gè)，位于晶胞的體心上，故該晶體的化學(xué)式為XY4Z。【例2】答案：(1)4(2)4.2×10－22(3)63.21(4)127.28pm。解析：(1)根據(jù)題意，此金屬晶胞如題圖所示：一個(gè)晶胞所含有的金屬原子個(gè)數(shù)＝8×＋6×＝4。(2)根據(jù)晶胞的邊長為360pm，可得晶胞的體積為(3.6×10－8)3cm3。根據(jù)質(zhì)量＝密度×體積，