2018_2019学年高中化学第3章第2节第1课时金属晶体教案鲁科版选修3201911071152

【知识点详解】 1. **金属晶体概念与特征**：金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键相互作用形成的晶格结构。它们的显著特征包括良好的导电性、导热性，以及高的延展性和韧性。 2. **金属键理论**：金属键没有方向性和饱和性，这意味着金属原子之间的电子可以自由移动，形成“电子云”，这是金属导电和导热的原因。金属键的强度决定了金属的硬度和熔点。 3. **金属晶体的原子堆积方式**： - **非密置层堆积**：包括简单立方堆积（如钋Po）和体心立方密堆积（如钠Na、钾K、铁Fe）。简单立方堆积的配位数为6，空间利用率约为52%，每个晶胞含1个原子；体心立方密堆积的配位数为8，空间利用率约为68%，每个晶胞含2个原子。 - **密置层堆积**：包括六方最密堆积（如镁Mg、锌Zn、钛Ti）和面心立方最密堆积（如铜Cu、银Ag、金Au）。六方最密堆积的配位数为12，空间利用率约为74%，每个晶胞含6个原子；面心立方最密堆积的配位数也是12，空间利用率同样为74%，但每个晶胞含4个原子。 4. **晶体结构与性能**：金属晶体的物理性质，如密度、熔点、硬度等，与金属原子的堆积方式和配位数密切相关。金属晶体的高密度和高配位数使得它们能够有效利用空间，增强结构稳定性。 5. **晶胞分析**：晶胞是晶体结构的基本单位，其内部原子数量可以通过均摊法计算。例如，体心立方晶胞中，除了8个顶点的原子外，还包括体心的一个原子，所以每个晶胞平均含有1+8/8=2个原子。 6. **计算题目处理**：金属晶体的计算通常涉及到晶胞参数（如边长）、原子半径、密度等。如问题中提到的钨晶体，通过金属的密度和相对原子质量可以计算出晶胞的边长和原子半径。 7. **空间利用率**：金属晶体的空间利用率是衡量原子排列紧凑程度的指标，高利用率意味着原子间空隙小，晶体更稳定。如铝的面心立方堆积，空间利用率约74%。 8. **晶体结构识别**：可以通过晶胞结构图来识别不同的堆积方式，如六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方密堆积，并计算出每个晶胞中的原子数。 9. **相对原子质量的估算**：对于仅由一种元素组成的固体，可以通过其密度和晶胞结构来估算元素的相对原子质量。例如，如果一个边长为10^-7cm的正方体中含有20个原子，那么根据固体密度和晶胞体积，可以计算出元素的相对原子质量。 金属晶体的知识点包括金属键理论、原子堆积方式、晶胞分析、金属的物理性质与其结构的关系，以及涉及的计算方法。这些内容对于理解和预测金属的化学和物理行为至关重要。