第1课时 金属键与金属晶体 离子晶体
金属晶体和离子晶体
1
3
A
6
4
5
配位数为6 密置层
（2）金属晶体的原子在三维空间堆积模型 ①简单立方堆积（Po）
简单立方堆积
空间利用率的计算
1、空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子
在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
球体积
空间利用率 =
100%
晶胞体积
2、空间利用率的计算步骤：
（1）计算晶胞中的微粒数 （2）计算晶胞的体积
配位数
6
8
6、决定离子晶体结构的因素
⑴几何因素
– 晶体中正负离子的半径比
⑵电荷因素
– 晶体中正负离子的电荷比
⑶键性因素
– 离子键的纯粹程度
(3)CaF2型晶胞
Ca
①Ca2+的配位数：8
F
②晶F-胞的配上位面数心： 4
图示③ 平均一为含个C：CaaFF2晶2晶胞胞的中1/8,
观察4点个为Ca上2+左和8前个方F-
金属晶体的堆积方式──体心立方堆积
配位数： 8 空间占有率： 68%
每个晶胞含原子数： 2
体心立方堆积
b2a2a2
a 4 r
a
(4r)2a2b23a2
3
b a
空间利用率=
2 4r3
3 a3
100%
2 4 r3
（
3 4
r）3
100
%
3
310% 0 68%
8
思考：密置层的堆积方式有哪些？
第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 )
为 12 ，许多金属（如Cu、Ag、Au等）采取这
金属键金属晶体课件
金属键金属晶体课件金属键与金属晶体课件一、金属键概述金属键是金属元素之间的化学键，它是金属晶体的基本结构特征。
金属键不同于离子键和共价键，其特点在于电子的自由运动。
在金属晶体中，金属原子通过金属键相互连接，形成具有特定几何形状的晶体结构。
二、金属键的特性1.电子的自由运动：金属键中，金属原子的外层电子脱离原子核的束缚，形成自由电子。
这些自由电子在整个金属晶体中自由运动，为金属提供了良好的导电性和导热性。
2.金属键的强度：金属键的强度较大，金属晶体具有较高的熔点和沸点。
金属键还具有较好的延展性，使金属在外力作用下能够发生塑性变形。
3.金属键的饱和性：金属键具有饱和性，即一个金属原子所能提供的空位数量有限。
当金属原子之间的距离过远时，金属键将断裂，金属晶体将发生断裂。
4.金属键的方向性：金属键具有一定的方向性，使金属晶体具有特定的几何形状。
金属原子的排列方式决定了金属晶体的晶体结构。
三、金属晶体的结构1.金属晶体的类型：根据金属原子排列方式的不同，金属晶体可分为面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方最密堆积（HCP）等类型。
2.金属晶体的晶面和晶向：金属晶体中的晶面和晶向是描述晶体结构的重要参数。
晶面指数（hkl）和晶向指数[uvw]分别表示晶面和晶向在晶体坐标系中的取向。
3.金属晶体的缺陷：金属晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
这些缺陷对金属的物理和化学性质具有重要影响。
四、金属键的应用1.金属材料的制备：金属键是金属材料制备的基础。
通过控制金属原子之间的金属键，可以制备出具有不同性能的金属材料。
2.金属材料的性能优化：通过调控金属晶体中的缺陷，可以优化金属材料的性能，如提高强度、硬度、耐磨性等。
3.金属材料的表面处理：金属材料的表面处理技术，如电镀、喷涂等，基于金属键的作用原理，旨在提高材料的耐腐蚀性、装饰性和功能性。
4.金属基复合材料：金属基复合材料是将金属与其他材料（如陶瓷、塑料等）复合而成的新型材料。
《第三章 第三节 金属晶体与离子晶体》教学设计
《金属晶体与离子晶体》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解金属晶体和离子晶体的基本观点。
2. 掌握金属键和离子键的形成原理。
3. 能够区分金属晶体和离子晶体，并能够应用所学知识诠释生活中的实例。
二、教学重难点1. 金属键和离子键的形成。
2. 离子晶体的结构和性质。
3. 金属晶体的电子结构和物理性质。
三、教学准备1. 准备PPT课件，包括图片、图表和相关案例。
2. 准备金属晶体和离子晶体的实物样品，如水晶、金属钠等。
3. 准备实验器械，如试管、烧杯等，用于演示金属晶体的导电性实验。
4. 准备一些习题，用于教室练习和测试。
四、教学过程：（一）导入新课1. 回顾金属钠、镁、铝等金属的物理性质，如颜色、状态、光泽、密度等。
2. 引出金属的分类问题，强调金属晶体与离子晶体在结构上的差别。
（二）讲授新课1. 金属晶体的结构（1）介绍金属键观点，强调金属阳离子与自由电子之间的强烈互相作用。
（2）展示不同金属晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。
（3）通过实验展示金属晶体的导电、导热、延展性等性质。
2. 离子晶体的结构（1）介绍离子键观点，强调阴阳离子之间的强烈互相作用。
（2）展示不同离子晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。
（3）通过实验展示离子晶体的一些性质，如硬度、脆性等。
3. 金属晶体与离子晶体的比较（1）比较金属键与离子键的异同点。
（2）分析金属晶体与离子晶体在物理性质上的差别。
4. 离子晶体性质实验（1）展示钠、镁、铝等金属阳离子的水解过程，说明由此引起的化学性质特点。
（2）演示不同类型离子晶体的熔点、沸点等物理性质的比较实验，帮助学生理解晶体类型对物质性质的影响。
（三）小组讨论组织学生分组讨论以下问题：1. 金属晶体与离子晶体在结构上的主要区别是什么？2. 影响金属晶体与离子晶体物理性质的主要因素是什么？3. 如何根据晶体的结构预计物质的性质？（四）教室小结1. 总结金属晶体与离子晶体的结构特点。
金属晶体与离子晶体(第一课时)-教学设计
二
1.创设问题情景：利用生活中的实验，总结食盐的物理性质
2.分析探究：学生通过动手搭建NaCl晶体模型、多角度观察，加深对其结构的理解，解释其物理性质。并应用这一方法，分析CsCl的晶体结构和性质间的关系。
3.反馈应用：学生通过与金属晶体的对比，解释离子晶体的导电性、延展性和熔点规律，理解离子键的特征。
主要师生活动
一
1.创设问题情景：金属有哪些共同的物理性质？为什么晶体会有一些共同的性质？
2.分析探究：学生从原子原子结构的视角去分析金属原子间的相互作用，教师补充完善，介绍电子气理论。
3.总结归纳：学生在总结反思归纳的基础上，理解金属键的本质。
4.反馈应用：学生利用金属键理论解释金属的通性
5.建立模型：师生总结得出金属晶体的认识模型
4.建立模型：师生总结得出离子晶体的）
教科书
书名：物质结构与性质
出版社：人民教育出版社出版日期：2020年5月
教学目标
教学目标：
1.知道金属晶体的堆积方式，能从金属原子结构出发，分析说明金属晶体中的粒子及其粒子间的相互作用，能从微观的角度来解释金属晶体导电性、导热性、延展性等宏观的性质，了解金属键的影响因素。
2.知道离子键的特点，能以NaCl和CsCl例解释典型离子化合物的某些性质，并能举例说明不同离子晶体的熔点差异。
教学重点：
1.金属晶体的结构特点与性质之间的关系，运用电子气理论解释金属性质
2.NaCl、CsCl晶体结构模型的构建与分析。
教学难点：金属晶体、离子晶体的结构特点和性质。
教学过程
时间
教学环节
第3章第3节 金属晶体与离子晶体(第1课时 金属晶体和离子晶体(1))(教师版)
《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体（1）一、金属晶体1、金属键（1）在金属晶体中，原子间以金属键相结合。
（2）成键本质：电子气理论。
金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
故金属键的成键粒子为：金属阳离子和自由电子。
【深刻理解】金属键的特征自由电子不属于某个特定的金属阳离子，即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子，自由电子在整块金属中自由移动。
因此，金属键既没有方向性也没有饱和性。
（3）金属键的强弱和对金属性质的影响金属键的强度差别很大。
例如，金属钠的熔点较低、硬度较小，而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属，这是由于形成的金属键强弱不同的缘故。
【深度思考】金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。
已知熔点：Na：97.72 °C 、Mg ： 648.9℃、 Al ：660.37℃，请根据化学键理论解释原因。
〔提示〕Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
（4）用电子气理论解释金属的性质：试用“电子气理论”解释金属的下列性质。
①延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但原来的排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，并且电子气没有破坏，所以金属有良好的延展性。
②导电性：金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性。
③导热性：电子气中的自由电子在运动时频繁与金属原子碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。
二、离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用（离子键）而形成的晶体。
1．常见离子晶体的结构6 82．【深度思考】NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。
〔提示〕Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中离子键强于CsCl中离子键，所以NaCl 的熔点高于CsCl的熔点。
金属晶体与离子晶体 第1课时 示范教案
金属晶体与离子晶体第1课时◆教学目标1.知道金属晶体的结构特点。
2.能借助金属晶体模型说明金属晶体中的粒子及其粒子间的相互作用，能从微观的视角来解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等宏观性质。
◆教学重难点金属晶体的结构特点与性质之间的关系，运用电子气理论解释金属性质。
◆教学过程一、新课导入回忆所学知识，列举金属的通性有哪些？物理性质：（1）常温下除汞外，均为有金属光泽的固体（2）良好的导电性、导热性（3）良好的延展性，容易发生形变化学性质：容易失电子，变为金属阳离子，具有一定的还原性二、讲授新课一、金属键与金属晶体1. 金属晶体金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。
金属元素电负性较小，电离能也较小，金属原子的（部分）价层电子容易脱离原子核的束缚，在晶体中由各个正离子形成的总势场中比较自由地大范围运动，形成“自由电子”（也称为电子气），这些电子被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
这便是金属键的本质。
2. 金属键的特点“自由电子”为整个金属所共有，电子与离子的作用形式是电荷吸引，不受方向与距离的影响，导致金属键没有饱和性和方向性。
将同种金属原子看作是半径相等的球，则金属晶体的结构就好像一层一层紧密堆积的球，每一个金属原子的周围有较多的相同原子围绕着。
X 射线衍射实验充分验证了这些事实。
3. 金属等径球堆积模型等径球的堆积模型在宏观世界中就像一些近似圆球的水果的密堆积。
4. 常见的金属晶体的结构Ca、Cu等金属晶体的晶胞具有相似性，都为立方体；除顶点各有一个微粒外，在每个面的中心还各有一个微粒。
Li、Na等金属晶体的晶胞也是立方体，但这种晶胞除了其顶点处各有一个微粒外，在中心还有一个微粒。
Mg、Zn等金属晶体则不同，其晶胞并非立方体或者长方体，底面中棱的夹角不是直角。
【提问】（1）结合上图中辅助线的提示，计算晶胞中含有的原子数，在三种晶胞中，每个原子距离最近且相等的原子数是多少？【讲解】第一种晶胞每个晶胞中含有的原子数= 8 ×1/8 + 6 × 1/2 = 4 个；以顶点的原子为例，距离最近且相等的原子是面心上的原子，一共有三组互相垂直的面，每组面有4个这样的原子，因此每个原子距离最近且相等的原子数是12。
22人教版高中化学新教材选择性必修2--课时1 金属键与金属晶体
B. 反应中易失电子
C. 良好的延展性
D. 良好的导热性
[解析] A 、 C 、 D 三项都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶
体结构所决定的。 B 项，金属易失电子是由金属原子的结构决定的，和晶体
结构无关。
3. 下列关于金属键的叙述中，不正确的是( B )
A. 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的粒子间的强烈相互
则熔、沸点比镁高，故答案选 C 。
5. 金属不透明的原因是( B )
A. 自由电子能够反射所有频率的光
B. 自由电子能够吸收所有频率的光并很快放出
C. 金属阳离子能够反射所有频率的光
D. 金属阳离子能够吸收所有频率的光
[解析] 由于固态金属中有“自由电子”，当可见光照射到金属表面上时，
“自由电子”能够吸收所有频率的光并很快放出，使得金属不透明。
性质。
知识点 金属键与金属晶体
1.金属键
（1）定义：在金属晶体中原子之间由金属阳离子与自由电子形成的强烈的
相互作用。
金属阳离子
自由电子
（2）成键粒子：① ____________和②__________。
金属单质
合金
（3）成键条件：③__________或④______。
（4）成键本质
价电子
电子气理论：金属原子脱落下来的⑤________形成遍布整块晶体的“电子
作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用
B. 金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所
以与共价键类似，也有方向性和饱和性
C. 金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键
无饱和性和方向性
D. 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动
苏教版高中化学选修三课件金属键与金属晶体(上课课件)
一、金属键与金属特性 1、 金属晶体的特点：金属晶体是由金 属阳离子和自由电子组成，其中自由电子 并不属于某个固定的金属阳离子，而可以 在整个金属中自由移动。 金属键：金属离子与自由电子之间的强烈 的相互作用。
定义：金属离子和自由电子之间的强烈的 相互作用。 形成: 成键微粒:金属阳离子和自由电子 存在:金属单质和合金中
（2）体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
金属晶体的堆积方式──钾型
（2）体心立方堆积──钾型：这是非密置层的另一 种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹 穴中，每层均照此堆积。这种堆积方式形成的每个晶 胞含2个原子，配位数为8。钾、钠、铁等金属采用这 种堆积方式，简称为钾型。这种堆积方式的空间利用 率显然比简单立方堆积的高多了。
影响金属键强弱的因素
（1）金属元素的原子半径 （2）单位体积内自由电子的数目 如：同一周期金属原子半径越来越小，单位体 积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬 度越来越大；同一主族金属原子半径越来越 大，单位体积内自由电子数减少，故熔点越 来越低，硬度越来越小。
【例1】物质结构理论推出，金属晶体中金属离子与自由电子 之间强烈的相互作用，叫金属键。金属键越强，金属硬度越 大，熔沸点越高，且据研究表明，一般来说金属原子半径越 小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误 的是（ A A.镁的硬度大于铝 B. C.镁的硬度大于钾 D.
2、金属晶体中原子在三维空间的四种放置方式：
• （1）简单立方堆积（Po）
（1）简单立方堆积：是非密置层的一种堆积方式， 这种堆积方式是上下对齐，形成的晶胞是一个立方体 ，每个晶胞含1个原子，配位数为6，被称为简单立方 堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋 采取这种堆积方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三节金属晶体与离子晶体
第1课时金属键与金属晶体离子晶体
学业要求核心素养建构
1.能利用金属键、“电子气理论”解释金属的一些物
理性质。
2.借助离子晶体模型认识离子晶体的结构和性质。
3.能利用离子键的有关理论解释离子晶体的物理性
质。
『知识梳理』
一、金属键与金属晶体
1.金属键
(1)定义：在金属晶体中金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。
(2)成键微粒：金属阳离子和自由电子。
(3)成键条件：金属单质或合金。
(4)成键本质
电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
2.金属晶体
(1)通过金属阴离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体。
(2)用电子气理论解释金属的物理性质
[微自测]
1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)常温下，金属单质都以晶体形式存在。
()
(2)金属键可以看作许多原子共用许多电子的相互作用，故也有方向性和饱和性。
()
(3)金属晶体的熔点一定比共价晶体低。
()
(4)晶体中有阳离子，必然含有阴离子。
()
(5)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱。
()
(6)金属晶体除了纯金属还有大量合金。
()
(7)金属晶体有导电性，但导电的物质不一定是金属，如石墨、有机高分子化合物等()
答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√
二、离子晶体
1.结构特点
(1)构成微粒：阳离子和阴离子。
(2)作用力：离子键。
特别提醒：大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)；在有些离子晶体中还存在共价键、氢键等；贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。
2.常见的离子晶体
晶体类型NaCl CsCl
晶胞
晶胞中所含离子数Cl－4
Na＋4
Cs＋1
Cl－1
3.物理性质
(1)硬度较大，难以压缩。
(2)熔点和沸点较高。
(3)固体不导电，但在熔融状态或水溶液时能导电。
4.离子液体
(1)离子液体的定义：离子晶体的熔点有的很高，有的很低，而且，引入有机基团可降低离子化合物的熔点，在室温下或稍高于室温时呈液态的离子化合物被定义为离子液体。
(2)构成微粒：大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。
(3)作用力：主要是带电荷离子间的静电作用。
(4)特征性质：离子液体难挥发。
(5)应用
①离子液体可作为溶剂：如溶解树木纤维素的离子液体分离出纤维素分子制取天然纤维。
②离子液体有良好的导电性：用作电化学研究的电解质，并被开发为原电池的电解质。
③离子液体被用于有机合成的溶剂和催化剂。
④离子液体在生物化学等科研领域也有广泛应用。
[微自测]
2.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)“NaCl”是氯化钠的分子式。
()
(2)离子晶体一定含有金属阳离子。
()
(3)离子晶体中一定不存在共价键。
()
(4)离子晶体都能导电。
()。