2019-2020年高中化學 專題3 微粒間作用力與物質性質第一單元 金屬鍵 金屬晶體 蘇教版選修3

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?2019-2020年高中化學 專題3 微粒間作用力與物質性質第一單元 金屬鍵 金屬晶體 蘇教版選修3問題導入金屬的晶體結構怎樣決定金屬的物理性質?答:(1)金屬晶體具有良好的導電性、導熱性。這是由于自由電子在外加電場的作用下發生定向移動,形成電流,使金屬晶體具有良好的導電性;而自由電子在運動過程中通過碰撞進行能量傳遞,使金屬晶體具有良好的導熱性。(2)金屬晶體具有良好的延展性。這是由于自由電子在金屬晶體內可以自由運動,當金屬受到外力作用,被拉成細絲或壓成薄片時,雖然各層之間發生了相對滑動,但自由電子跟金屬陽離子之間的較強的相互作用沒有改變,因而不致發生斷裂。(3)金屬的熔點、硬度等取決于金屬晶體內部作用力的強弱。一般來說,金屬原子的價電子數越多,原子半徑越小,金屬晶體內部作用力越強。因而晶體熔點越高、硬度越大。說明:①金屬的延展性是相對的,有限度的。②金屬晶體的顏色不盡相同,大多數是銀白色,有的為其他顏色。如銅為紅色,鉛為藍白色,金為黃色。金屬晶體的熔沸點、硬度更是多種多樣。如堿金屬的熔沸點和硬度都很低,像鎢等熔點又很高。知識預覽1.金屬鍵的概念______________________________。2.金屬鍵的特征是無__________、無__________。3.金屬鍵的強度主要決定于__________和__________。金屬元素的__________越小、__________越多,金屬鍵越強。金屬晶體是原子間通過____________________形成的一類晶體。金屬晶體常溫下除____________________外都是固體。4.金屬晶體和金屬晶體的原子堆積模型(1)二維空間模型金屬原子的二維平面放置有__________和__________兩種,其配位數分別為__________、__________。(2)三維空間模型①簡單立方堆積相鄰非密置層原子的原子核在一條直線上堆積,形成的晶胞是一個__________,每個晶胞含__________個原子。這種堆積方式空間利用率低,只有金屬__________是這種堆積方式。②鉀型它是另一種非密置層堆積方式,將上層金屬填入下層金屬原子形成的凹穴中。這種堆積方式比__________空間利用率高。如__________就是這種堆積方式。③鎂型它屬于__________原子按鉀型堆積方式堆積。方式為__________。配位數為__________,空間利用率為__________。④銅型它屬于密置原子按鉀型堆積的另一種堆積方式。方式為__________。答案:1.金屬離子與自由電子之間的強烈的相互作用2.方向性 飽和性3.金屬元素原子的半徑 價電子數 原子半徑 單位體積內自由電子的數目 金屬鍵 汞4.(1)非密置層 密置層 4 6(2)①立方體 1 釙(Po)②簡單立方堆積 堿金屬③密置層 ABABAB 12 74%④ABCABCABC三點剖析一、金屬鍵與金屬特性1.金屬鍵的實質金屬鍵的實質也是一種電性作用:在金屬固體中,由于金屬元素的電離能和電負性較小,金屬原子的價電子容易脫離原子核的束縛在金屬陽離子之間“自由”運動,即成為“自由電子”。正是由于“自由電子”在整個金屬固體中不停地運動,使得體系的能量大大降低,把金屬離子緊緊地結合在一起。這種在金屬陽離子和“自由電子”之間存在的強-省略部分-②它的原子半徑比鈉?、鬯难趸锉┞对诳諝庵幸孜誄O2④它的陽離子最外層電子數和鎂相同⑤它是還原劑A.①③④ B.②③⑤C.②④ D.①③⑤(3)氫化銣與水反應可放出氫氣,則下列敘述正確的是( ?。〢.氫化銣溶于水顯酸性B.氫化銣中氫離子被還原為氫氣C.氫化銣與水反應時,水是還原劑D.氫化銣中氫離子最外層有兩個電子(4)現有銣和另一種堿金屬形成的合金50 g,當它與足量水反應時,放出標準狀況下的氫氣22.4 L,這種堿金屬可能是( ?。〢.Li B.Na C.K D.Cs解析:金屬銣屬于堿金屬,由學過的堿金屬鈉的性質可推測出金屬銣的相關性質。答案:(1)五?、馎 (2)D (3)D (4)AB15.(教材變型題)判斷下列晶體類型:(1)SiI4:熔點120.5 ℃,沸點271.5 ℃,易水解____________________。(2)硼:熔點2 300 ℃,沸點2 550 ℃,硬度大__________。(3)硒:熔點217 ℃,沸點685 ℃,溶于氯仿__________。(4)銻:熔點630.74 ℃,沸點1 750 ℃,導電__________。解析:(1)SiI4為低熔沸點化合物,為分子晶體。(2)熔沸點高,硬度大,是典型的原子晶體的特征,故硼為原子晶體。(3)硒溶于有機溶劑氯仿,顯然不屬于原子晶體和金屬晶體,成為分子晶體。(4)據導電性,確認銻為金屬晶體。答案:(1)分子晶體?。?)原子晶體?。?)分子晶體?。?)金屬晶體16.(新信息題)金和銅可以形成多種金屬化合物,其中一種的晶體結構如圖所示(為面心立方結構)。(1)該金屬化合物的化學式__________。(2)已知Au的相對原子質量為197,Cu的相對原子質量為64,阿伏加德羅常數為Na mol-1,若該化合物的密度為d g·cm-3,試計算兩個最近金原子的核間距。解析:(1)處于頂點的離子為8個晶胞共有,每個原子有屬于該晶胞,則Au原子數=8×=1;處于面上的離子,同時為兩個晶胞共有,每個原子有屬于該晶胞,則Cu原子數=6×=3,原子數比Cu∶Au=3∶1,則化學式為AuCu3。(2)1個晶胞占有的體積=(設a為棱長),則。答案:(1)AuCu3(2)兩個最近金原子的核間距即該晶胞的棱長為:。17.金晶體的最小重復單元(也稱晶胞)是面心立方體,即在立方體的8個頂點各有一個金原子,各個面的中心有一個金原子,每個金原子被相鄰的晶胞所共有(如圖)。金原子的直徑為d,用Na表示阿伏加德羅常數,M表示金的摩爾質量。(1)金晶體每個晶胞中含有__________個金原子。(2)欲計算一個晶胞的體積,除假定金原子是剛性小球外,還應假定______________________________。(3)一個晶胞的體積是多少?(4)金晶體的密度是多少?解析:(1)在每個面心立方體中,每個角上的金原子屬8個晶胞所共有,因此每個原子有1/8屬于晶胞;每個面的中心的金原子,根據類似的道理,每個原子有1/2屬于晶胞。所以每個晶胞中的金原子數=8×(1/8)+6×(1/2)=4。(2)應假定:在立方體各個面的對角線上3個金原子彼此兩兩相切。(3)每個晶胞的體積為(d×2×)3=2d3。(4)每個晶胞的質量為,故金的密度為。答案:(1)4(2)金屬原子間相接觸,即兩兩相切(3)2d3 (4)
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