人教版化学选修三3.3金属晶体
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第1课时)
金属阳离子和自由电子 金属键
5
金属键
4、电子气理论对金属的物理性质的解释
⑴金属导电性的解释
在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” （自由电子），这些电子气的运动是没有一定方 向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运 动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导 电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、 Al
金属键
⑵金属导热性的解释 “电子气”（自由电子）在运动时经常与金 属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部 分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子） 能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传 给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作 用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的 部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子
2014年7月29日星期二
错位
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+
金属离子
金属原子
9
金属键
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属离子 自由电子在外加 和自由电 电场的作用下发 子 生定向移动
2014年7月29日星期二
【人教版】化学选修三金属晶体标准课件-PPT
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可 导电； （4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。
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预习课本74页~75页回答下列问题:
1.金属原子在平面上有 列方式. 配位数分别是
和 两种排 和.
2.金属原子在三维空间中有
分别是
;
;
配位数分别是多少?
种堆积模型. ;
.
如： Li﹥Na﹥ K ﹥Rb ﹥Cs K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al
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6.用电子气理论解释金属晶体的 延展性,导热性,导电性.
原子晶体受外力作用时，原子间 的位移必然导致共价键的断裂， 因而难以延展成型，无延展性。
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子 的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自 由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属 容易导电。
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金属晶体的电子气理论与金属导热性的关系 金属容易导热，是由于自由电子运动时 与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传 到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第2课时)
2014年7月30日星期三
11
金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
12
金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
2014年7月30日星期三 13
金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
2014年7月30日星期三
41
金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
42
（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
25
金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可 以有两种最紧密的堆积方式。
上下层各4
6 7 2 3
2014年7月30日星期三
19
金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
2014年7月30日星期三 20
金属晶体的原子堆积模型
人教版高中化学选修三3.3 金属晶体(第2课时)实用课件品质课件PPT
2020/12/11
1
金属晶体的原子堆积模型
二、金属晶体的原子堆积模型
1、几个概念
配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻 且距离相等的微粒个数
紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可 能的相互接近，使它们占有最小的空间
空间利用率：
晶体的空间被微粒占满的体积百分数
8
①配位数：
5 8 1 4
上下层各4
6 7 2 3
2020/12/11
17
金属晶体的原子堆积模型
③体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
+
1
=
2
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金属晶体的原子堆积模型
活动与探究3 三维空间里密置层金属原子的堆积方式
将密置层的小球在一个平面上黏合在一起，再 一层一层地堆积起来（至少堆4层），使相邻 层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层
可以有两种最紧密的堆积方式。
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21
金属晶体的原子堆积模型
（1）ABAB…堆积方式
第三层小球对准第一层的小球。
每两层形成一个周期地紧密堆积。 前视图
2
1
3
6
4
5
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A B
A B A
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金属晶体的原子堆积模型
（2）ABCABC…堆积方式
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金属晶体的原子堆积模型
平面上金属原子紧密排列的两种方式
2
1
3
4
配位数为4 非密置层放置
2020/12/11
2019-2020学年高中化学人教版选修3作业与测评：3.3 金属晶体 Word版含解析.doc
第三节金属晶体对应学生用书P41一、选择题1．下列有关金属键的叙述错误的是()A．金属键没有饱和性和方向性B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C．金属键中的电子属于整块金属D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关答案 B解析金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间、自由电子之间的静电排斥作用；金属键中的电子为整块金属共用；金属的性质及固体形成都与金属键强弱有关。
2．金属的下列性质中和金属晶体无关的是()A．良好的导电性B．反应中易失电子C．良好的延展性D．良好的导热性答案 B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所决定的，B项金属易失电子是由原子的结构决定的，与晶体无关。
3．金属晶体堆积密度大，原子配位数大，能充分利用空间的原因是() A．金属原子价电子数少B．金属晶体中有自由电子C．金属原子的原子半径大D．金属键没有饱和性和方向性答案 D解析金属键无方向性和饱和性，使原子采取最大的密堆积方式进行。
4．下列叙述错误的是()A．组成金属的微粒是原子B．金属晶体内部都有自由电子C．金属晶体内自由电子分布均匀，不专属于某个特定的金属阳离子D．同一类晶体间，熔点差距最大的是金属晶体答案 A解析金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属阳离子。
5．下列叙述不正确的是()A．金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理D．金属铜和镁均以ABAB……方式堆积答案 D解析晶体一般尽量采取紧密堆积方式，但金属键没有饱和性和方向性，原子晶体共价键有饱和性和方向性，所以不遵循紧密堆积方式；Mg以ABAB……方式堆积，但Cu以ABCABC……方式堆积。
人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 讲课实用课件
在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围
62.个对球于相密切置，在层中在心三的维周空围间形成有几6种个最凹紧位密，堆将积其算方 为式第?一层。
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)
，
12
6
3
54
12
6
3
54
AB
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有 两种最紧密的堆积方式。
三. 金属晶体的原子堆积模型
思考行: 列对齐 四球一空 行列相错 三球一空
1.如(非果最配把紧位密金数排列是属)非4晶密体置中层的原子看成(最直紧密配径排位列相数)密是等置6的层球体,
把它们放置在平面上,有几种方式?
2.上述两种方式中,与一个原子紧邻的原子数(配 位数)分别是多少?哪一种放置方式对空间的利用 率较高?
二. 金属晶体
包括金属单质和 合金
1.概念：金属阳离子和自由电子之间通过金
属键结合而形成的晶体
2.构成微粒： 金属阳离子和自由电子
3.微粒间的相互作用： 金属键
4.具物有理良性好质钨的：常 的导温熔电下点，可性汞达、是三导千液多态热度性金刀、属切硬割钠延的，可金展铬以属性是用最小
熔沸点和硬度差别较大
金属 Li Na K Rb Cs Ca Sr
熔点∕K 454 371 337 312 302 1112 1042
沸点∕K 1620 1156 1047 961 951 1757 1657
影响金属键强弱的因素：
1.金属阳离子的半径： 离子半径越小，金属键越强
2.金属阳离子的电荷数： 离子的电荷数越多，金属键越强
原性越强 D.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题.含答案解析
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。
对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能：1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。
人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共23张PPT)
非密置层
密置层
“心对 心”
“心对 空”
“ABAB…”
“ABC ABC”
简单 体心 立方 立方
六方 面心立 最密 方最密
配位数 6
8
12 12
空间利用 52% 68% 率
74%
74%
【典例】结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题： （1）有下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为：
方式Ⅰ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
“心对心”
方式Ⅱ 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的空隙
“心对空”
简单立方堆积(scp) “心对心”
Po
例题解析
例1.求简单立方堆积原子的配位数及原子半径 与晶胞棱长的关系以及空间利用率？
6
2
1
3
4
5
棱长=球半径×2
体心立方堆积(bcp) “心对空”
2.（1）如图所示为二维平面晶体示意图，
所表示的化学式为AX3的是_②__。
（2）如图为金属铜的一个晶胞，请完成以下各题。
①该晶胞“实际”拥有的铜原子数是__4__个。 ②该晶胞称为__C__（填序号）。
A.六方晶胞 B.体心立方晶胞 C.面心立方晶胞
作业
利用手里模型动手完成四种堆积方式 利用几何知识计算六方最密堆积方式的空 间利用率
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判断题
× 1.含（非）极性键的分子就是（非）极性分子
2.含离子键的是离子化合物，含共价键的是共价
× 化合物 × 3. 离子化合物中一定有金属阳离子
× 4. 只有离子化合物中有金属阳离子 × 5. 晶体中有金属阳离子必有阴离子
3. 金属晶体的结构与金属性质的内在联系
（1）金属晶体结构与金属导电性的关系
++ + +++ + + ++ +
+++ ++ + + + ++
错位
+++ + ++ + + ++ ++++ +++ + +++ +
自由电子 + 金属离子
金属原子
小结
金属晶体的结构与性质的关系 导电性 导热性 延展性
金属离 自由电子在 子和自 外加电场的 由电子 作用下发生
定向移动
自由电子 与金属离 子碰撞传 递热量
最活泼的金属是-- 铯
最稳定的金属是-- 金
练一练
B 1.下列叙述正确的是（ ） A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴 离子 B.原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D.分子晶体中只存在分子间作用力，不含 有其他化学键
2.为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐 降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？
同周期金属，从左向右，熔沸点 升高 同主族金属，从上到下，熔沸点 降低
熔点最低的金属是-- 汞 [-38.87℃]
熔点最高的熔金点属变是化-- 较钨大[3410℃]
金属性越强，金属键越弱，熔沸点越低
Na﹤ Mg﹤ Al
Li﹥Na﹥ K ﹥ Rb ﹥ Cs
资料
金属之最
熔点最低的金属是-- 汞 [-38.87℃]
• 第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位（▽）或对准 2、4、6 位（△）。
体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
+
1=
2
b2=a2+a2
c2=a2+b2=3a2
c
c= 3 a=4r
b
a=4r/ 3
r
a
B 密置层金属晶体的原子在三维空间堆积模型
（1） ABAB… 堆积方式
（2） ABCABC…
堆积方式
六方最密堆积 面心立方最密堆积
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
一、金属键
2. 金属键
（1）组成粒子：金属阳离子和自由电子来自（2）金属键 →化学键
①定义：金属阳离子和自由电子之间强烈的 相互作用（ 电子气理论）
②存在：金属单质和合金
③特征：无方向性和饱和性
（3）金属晶体：
通过金属键作用形成的单质晶体
（4）金属键强弱判断:
阳离子所带电荷越多、自由电子越多、
半径越小，金属键越强，熔沸点越高、 硬度越大。
晶
胞
简单立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
=
1
6 ①配位数 同层4，上下层各1
2
1
3
4
6
2
1
3
4
5
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
a
a
a
简单立方堆积的空间占有率 =
a=2r
2.体心立方堆积 （钾型
N）a 、K、 Fe
体 心 立 方 晶 胞
8 ①配位数： 上下层各4
56
87 12 43
【讨论1】 金属为什么易导电？
自由电子 外加电场下 定向运动
导电性最强的三中金属是： Ag、Cu、Al
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型
离子晶体
金属晶体
导电时的状态
水溶液或 熔融状态下
晶体状态
导电粒子 自由移动的离子 自由电子
（2）金属晶体结构与金属导热性的关系 【讨论2】金属为什么易导热？
3
4
配位数为 4
非密置层
23
1
4
65
配位数为 6
密置层
A非密置层金属晶体的原子在三维空间堆积模型
（1） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
（2） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球形成的空穴
空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体 积百分数，用它来表示紧密堆积的程度
1.简单立方堆积
Po
简
单
立
方
二、金属晶体的原子堆积模型
金属原子具有一定的有效半径,因而可以 看成是具有一定大小的球体.在金属晶体 中,金属键没有方向性和饱和性,因而,金 属原子之间或者粒子之间的相互结合,在 形式上可以看作是球体间的相互堆积.
配位数：在晶体中与每个微粒 紧密相邻的微粒个数
平面上金属原子紧密排列的两种方式
2
1
金属容易导热，是由于自由电子运动时与 金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度 低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
（3）金属晶体结构与金属延展性的关系
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
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，但不会改变原来的排列 方式，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，所以在各原 子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相 互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也 不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。
金(Au)—黄—色，铜(Cu)—红—色， 铋(Bi)微——红色，铅(Pb)—蓝—白色。
归纳：金属还有哪些共同的物理性质?
一、金属键
1. 金属共同的物理性质
导电、 导热、 延展性、 金属光泽等
金属阳 离子
自由 电子
通常情况下，金属原子价电子形成金属离子与自由电子 金属单质中的微粒通过什么方式结合在一起的呢？
熔点最高的金属是-- 钨 [3410℃]
密度最小的金属是-- 锂 [0.53g/cm3]
密度最大的金属是-- 锇 [22.57g/cm3]
硬度最小的金属是-- 铯 [0.2]
硬度最大的金属是-- 铬 [9.0]
延性最好的金属是--
铂[铂丝直径：
1 5000
mm]
展性最好的金属是-- 金 [金箔厚：100100 mm]
3.3《金属晶体》
金属元素在周期表中的位置及原子结构特征
Hg
Au
金属样品
Pt
Ag Cu
已学过的金属知识
金属的分类
重金属：铜、铅、锌等
按密度
轻金属：铝、镁等
4.5g/cm3
黑色金属：铁、铬、锰
冶金工业
有色金属：除铁、铬、锰以外的金属
常见金属：铁、铝等
储量
稀有金属：锆、钒、钼
金属的特点：
①常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外； ②大多数金属呈银白色，有金属光泽，但
晶体中各 原子层相 对滑动仍 保持相互 作用
17
（4）金属晶体结构具有金属光泽和颜色
①由于自由电子可吸收所有频率的光，然后 很快释放出各种频率的光，因此绝大多数 金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金 属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收 某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。
②当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向 杂乱、晶体外形排列不规则，吸收可见光 后辐射不出去，所以成黑色。