第三節(jié)金屬晶體導(dǎo)學(xué)案分課時(shí)2導(dǎo)學(xué)案
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1、第三章 晶體構(gòu)造與性質(zhì) 第三節(jié) 金屬晶體(第一學(xué)時(shí)) 【高效學(xué)習(xí)指引案】 【分層學(xué)習(xí)目的】 A級:1. 理解金屬鍵的涵義,能純熟應(yīng)用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質(zhì)。 2. 能運(yùn)用金屬鍵理論進(jìn)行不同金屬物理性質(zhì)的比較。 B級:1. 理解金屬晶體的概念及基本構(gòu)成。 2. 能用金屬鍵理論解釋常用金屬的物理性質(zhì)。 C級:1. 能辨別金屬晶體與其他晶體。 2. 懂得金屬晶體的特性及因素。 自我擬定目的:_______(級別),理由:________________________________,學(xué)習(xí)方式__________。 【重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容】 1. 理解金屬鍵理論。 2.
2、 知識回憶:分子晶體和原子晶體的構(gòu)成微粒、互相作用力及其物理性質(zhì)。 【難點(diǎn)知識預(yù)設(shè)】 金屬鍵理論的應(yīng)用。 難于理解的是:________________________________________________________________________ 。 【高效預(yù)習(xí)探究案】 19世紀(jì)中葉的一種冬天,氣溫很低,駐守在彼得堡的俄軍發(fā)棉衣時(shí)發(fā)現(xiàn),棉衣上的扣子都沒有了。所有軍服都是釘了扣子的,為什么都丟了呢?本來,這些扣子是用錫做成的,而錫一遇低溫,就會(huì)變成粉末,這種現(xiàn)象叫“錫疫”。一般狀況下,只要在13.2 ℃如下,錫就會(huì)變成粉末。 錫為什么會(huì)發(fā)生“錫疫”?在發(fā)生“錫疫”前
3、,錫原子之間是如何結(jié)合在一起的呢? 【預(yù)習(xí)思考選題】 1. 金屬單質(zhì)共同的物理性質(zhì)有哪些? 2. 能導(dǎo)電的物質(zhì)有哪些?本質(zhì)有何不同? 3. 自主預(yù)習(xí),理解金屬晶體的構(gòu)成微粒是什么?是如何結(jié)合成金屬晶體的? 4. 用“電子氣理論”解釋金屬的導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性及延展性。 5. 合金與其組分金屬的物理性質(zhì)由哪些差別? 【重點(diǎn)合伙探究】 1. 問題探究 探究一:金屬鐵和NaCl溶液都能導(dǎo)電,本質(zhì)區(qū)別是什么呢?若升高溫度,兩者導(dǎo)電能力有何變化? 結(jié) 論:___________________________________________________________________
4、__ 。 探究二:你能否嘗試用“電子氣理論”解釋金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性? 結(jié) 論:_____________________________________________________________________________ 。 探究三:金屬的熔沸點(diǎn)各不相似,能否比較金屬鈉、鎂、鋁熔沸點(diǎn)的高下呢?根據(jù)是什么? 結(jié) 論:_____________________________________________________________________________ 。 2. 觀看視頻“金屬的電子氣”,給金屬通電后,自由電子運(yùn)動(dòng)狀況 ____________
5、__________________;給金屬加熱后,電子的運(yùn)動(dòng)狀況 ______________________________。 【預(yù)習(xí)探究自我評價(jià)】 ( )1.(5分)構(gòu)成金屬晶體的微粒是 A.原子 B.分子 C.金屬陽離子 D.金屬陽離子和自由電子 ( )2.(5分)金屬鍵具有的性質(zhì)是 A.飽和性 B.方向性 C.無飽和性和方向性 D.既有飽和性又有方向性 ( )3.(5分)金屬晶體具有延展性的因素 A.金屬鍵很單薄 B.金屬鍵沒有飽和性 C.金屬陽離子之間存在斥力 D.密堆積層的
6、陽離子容易發(fā)生滑動(dòng),但不會(huì)破壞密堆積的排列方式,也不會(huì)破壞金屬鍵 ( )4.(5分)金屬的下列性質(zhì)中和金屬晶體無關(guān)的是 A.良好的導(dǎo)電性 B.反映中易失電子 C.良好的延展性 D.良好的導(dǎo)熱性 5. 金屬材料有良好的延展性是由于___________________________________________________。 金屬材料有良好的導(dǎo)電性是由于___________________________________________________。 金屬的熱導(dǎo)率隨溫度升高而減少是由于___________________________
7、______________________。 自我小結(jié):_________________________________________________________________________________ 質(zhì)疑問難:_______________________________________________________________________ 【高效練習(xí)拓展案】 【拓展訓(xùn)練】 ( )1. 下列有關(guān)金屬晶體的說法中不對的的是 A.金屬晶體是一種“巨型分子” B.“電子氣”為所有原子所共有 C.金屬晶體都具有良好的導(dǎo)電性 D.金
8、屬晶體中有自由移動(dòng)的陽離子 ( )2. 下列論述不對的的是 A. 金屬單質(zhì)在固態(tài)或液態(tài)時(shí)均能導(dǎo)電 B. 晶體中存在陽離子的一定是離子晶體 C. 金屬晶體中的自由電子屬于整個(gè)金屬共有 D. 金屬的熱導(dǎo)率隨溫度升高而減少是由于自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞 ( )3. 金屬鍵是正、負(fù)電荷之間的 A.互相排斥 B.陰、陽離子之間的互相作用 C.互相吸引 D.互相排斥和互相吸引,即互相作用 ( )4. 金屬晶體能傳熱的因素 A.金屬晶體的緊密堆積
9、 B.金屬鍵是電子與電子之間的作用 C.金屬晶體中含自由移動(dòng)的電子 D.金屬晶體中的自由移動(dòng)的陽離子 ( )5. 金屬晶體熔、沸點(diǎn)高下和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,而金屬鍵與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法對的的是 A. 金屬鎂的硬度不小于金屬鋁 B. 堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的 C. 金屬鎂的熔點(diǎn)不小于金屬鈉 D. 金屬鎂的硬度不不小于金屬鈣 ( )6. 只有陽離子而沒有陰離子的晶體是 A.金屬晶體 B.原子晶體 C.離子晶體
10、 D.分子晶體 ( )7. 下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的論述中,不對的的是 A.金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強(qiáng)作用,金屬鍵無方向性和飽和性 B.共價(jià)鍵是原子之間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵,共價(jià)鍵有方向性和飽和性 C.范德華力是分子間存在的一種作用力,分子的極性越大,范德華力越大 D.氫鍵不是化學(xué)鍵而是分子間的一種作用力,因此氫鍵只存在于分子與分子之間 ( )8. 下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順序排列對的的是 ①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2?、跱a、K、Rb ?、躈a、Mg、Al A.①③ B.①④
11、 C.②③ D.②④ 9.金屬鍵的強(qiáng)度差別________。如:金屬鈉的熔點(diǎn)較低,硬度較小,而_______是熔點(diǎn)最高,硬度最大的金屬,這是由于____________________________的緣故。三種晶體①鋁 ②硅 ③鋁硅合金中,它們的熔點(diǎn)從低到高的順序是_________________________。 【達(dá)標(biāo)自查】 ( )1.(5分)下列有關(guān)金屬的論述對的的是 A.金屬元素的原子具有還原性,其離子只有氧化性 B.金屬元素的化合價(jià)—般體現(xiàn)為正價(jià) C.熔化狀態(tài)能導(dǎo)電的物質(zhì)—定是金屬的化合物 D.金屬元素的單質(zhì)
12、在常溫下均為金屬晶體 ( )2.(5分)下列論述對的的是 A.原子晶體中也許存在離子鍵 B.分子晶體中不也許存在氫鍵 C.在晶體中也許只存在陽離子不存在陰離子 D.金屬晶體導(dǎo)電是金屬離子所致 ( )3.(5分)下列論述中,可以肯定是一種主族金屬元素的是 A.原子最外層有3個(gè)電子的一種金屬 B.熔點(diǎn)低于100℃的一種金屬 C.次外電子層上有8個(gè)電子的一種金屬 D.除最外層,原子的其她電子層電子數(shù)目均達(dá)飽和的一種金屬 ( )4.(5分)金屬晶體的熔沸點(diǎn)之間的差距是由于 A.金屬鍵的強(qiáng)弱不同
13、 B.金屬的化合價(jià)的不同 C.金屬的晶體中電子數(shù)的多少不同 D.金屬的陽離子的半徑大小不同 ( )5.(5分)有關(guān)金屬性質(zhì)和因素的描述不對的的是 A.金屬一般具有銀白色光澤,是物理性質(zhì),與金屬鍵沒有關(guān)系 B.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是由于在金屬晶體中共享了金屬原子的價(jià)電子,形成了“電子氣”,在外電場的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流 C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性能,是由于自由電子在受熱后,加快了運(yùn)動(dòng)速率,自由電子通過與金屬離子發(fā)生碰撞,傳遞了能量 D.金屬晶體具有良好的延展性,是由于金屬晶體中的原子層可以滑動(dòng)而不破壞金屬鍵 ( )6.(5分)按下列四種有關(guān)性質(zhì)的論
14、述,也許屬于金屬晶體的是 A.由分子間作用力結(jié)合而成,熔點(diǎn)低 B.固體或熔融后易導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1 000 ℃左右 C.由共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀構(gòu)造,熔點(diǎn)高 D.固體不導(dǎo)電,但溶于水或熔融后能導(dǎo)電 7. (15分)在核電荷數(shù)1~18的元素中,其單質(zhì)屬于金屬晶體的有______________;上述金屬中,密度最小的是________,地殼中含量最多的金屬元素是________,熔點(diǎn)最低的是________,既能與酸反映又能堿反映的是________,單質(zhì)的還原性最強(qiáng)的是________。 8.(15分)A、B、C三種主族元素,其原子具有相似的電子層數(shù),B的最外層電子數(shù)是C和A兩原子的最外層電
15、子數(shù)之差的1/2倍。4.05gB的單質(zhì)與足量鹽酸反映,在原則狀況下可收集到5.04L H2 ,得到B的離子中中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1個(gè)。 (1)寫出元素符號:A: B: C: (2)A、B、C三種元素形成單質(zhì)的熔點(diǎn)高下順序?yàn)? > > 。 (3)B的最高價(jià)氧化物與A的最高價(jià)氧化物的水化物反映的離子方程式為______________________ (4)C單質(zhì)屬于__________晶體,A單質(zhì)屬于__________晶體。 9.(15分)判斷下列晶體類型。
16、 (1)SiI4:熔點(diǎn)120.5 ℃,沸點(diǎn)271.5 ℃,易水解 ________________。 (2)硼:熔點(diǎn)2 300 ℃,沸點(diǎn)2 550 ℃,硬度大 ___________________。 (3)硒:熔點(diǎn)217 ℃,沸點(diǎn)685 ℃,溶于氯仿 ____________________。 (4)銻:熔點(diǎn)630.74 ℃,沸點(diǎn)1 750 ℃,導(dǎo)電 ____________________。 10.(20分) (選做題)某金屬氧化物超導(dǎo)體的晶胞構(gòu)造如圖所示,根據(jù)晶胞構(gòu)造,推算晶體中Y,Cu,Ba和O原子個(gè)數(shù)比,擬定其化學(xué)式。 (2)根據(jù)(1)所推出的化合物的構(gòu)成,計(jì)
17、算其中Cu的平均化合價(jià)及化合物中這兩種價(jià)態(tài)Cu原子個(gè)數(shù)比。(該化合物中各元素的化合價(jià)為Y—+3,Ba—+2,Cu—+2和Cu—+3) 自查小結(jié):(5分) 挑戰(zhàn)題(20分):硼鎂化合物在接近40K的溫度下成為超導(dǎo)材料,其晶體構(gòu)造單元如下圖所示: (1)試寫出這種超導(dǎo)材料的化學(xué)式 ; (2)該晶體的類型為___________晶體。 (3)分別論述該晶體中具有的化學(xué)鍵類型。 第三節(jié) 金屬晶體(第二學(xué)時(shí)) 【高效學(xué)習(xí)指引案】 【分層學(xué)習(xí)目的】 A級:1. 通過動(dòng)手進(jìn)行實(shí)物堆積,懂得密置層與非密置層的區(qū)別。 2. 理解金屬晶體的常用
18、堆積模型,能畫出金屬晶體多種堆積模型晶胞的示意圖,體會(huì)科學(xué)探究的基本措施。 B級:1. 通過圖片觀測,理解多種堆積模型的狀況,感受觀測能力是科學(xué)研究的基本能力。。 2. 能迅速判斷常用金屬的堆積模型。 C級:1. 閱讀教材,能說出常用金屬所屬的堆積模型及其名稱。 2. 懂得多種堆積模型的代表金屬。 自我擬定目的:_______(級別),理由:________________________________,學(xué)習(xí)方式__________。 【重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容】 1. 常用金屬晶體堆積模型中配位數(shù)和空間運(yùn)用率狀況。 2. 知識回憶:分子晶體和原子晶體的空間排布特點(diǎn)。 【難點(diǎn)知識預(yù)設(shè)】
19、 六方最密堆積和面心立方堆積的形式區(qū)別。 難于理解的是:_____________________________________________________________________ 。 【高效預(yù)習(xí)探究案】 將若干個(gè)直徑相似的乒乓球緊密接觸時(shí)平鋪成一層,每個(gè)乒乓球直接接觸的乒乓球個(gè)數(shù)也許是__________________個(gè)。 【預(yù)習(xí)思考選題】 1. 二維平面里,直徑相似的球體使球面緊密接觸有幾種放置方式? 2. 什么是金屬晶體的配位數(shù)?二維平面里,幾種放置方式的配位數(shù)分別是多少? 3. 什么是非密置層?什么是密置層? 4. 分別將非密置層和密置層在三維空間里一
20、層一層進(jìn)行堆積各有幾種方式?名稱分別是什么? 5. 金屬的四種堆積模型中代表金屬有哪些,配位數(shù)分別是多少?空間運(yùn)用率大小關(guān)系呢? 6. 通過自主預(yù)習(xí),你能否動(dòng)手堆積出金屬晶體在三維空間里的四種堆積模型? 【重點(diǎn)合伙探究】 1. 動(dòng)手排 (1) 在二維平面里,直徑相似的橡膠球緊密接觸時(shí)的排布方式,并請畫出: __________________________________________________________________________________ (2) 在三維空間里,用直徑相似的橡膠球替代金屬晶體的原子,排出四種堆積模型,請畫在下面橫線上并指出其配
21、位數(shù)及代表金屬: ___________________________________ ________________________________ 配位數(shù): 代表金屬: 配位數(shù): 代表金屬: ___________________________________ ________________________________ 配位數(shù): 代表金屬: 配位
22、數(shù): 代表金屬: 2. 動(dòng)口說:請你闡明四種堆積模型的堆積措施并粗略比較它們空間運(yùn)用率的大小。 簡樸立方堆積:______________________________________________________________________。 體心立方堆積:______________________________________________________________________。 六方最密堆積:___________________________________________________________________
23、___。 面心立方最密堆積:__________________________________________________________________。 【預(yù)習(xí)探究自我評價(jià)】 ( )1.(5分)金屬晶體堆積密度大,原子配位數(shù)高,能充足運(yùn)用空間的因素是 A. 金屬原子的價(jià)電子數(shù)少 B. 金屬晶體中有自由電子 C. 金屬原子的原子半徑大 D. 金屬鍵沒有飽和性和方向性 ( )2.(5分)二維空間里,密置層放置方式的配位數(shù)是 A.2 B.4 C. 6 D.8 ( )3.(5分)金屬晶體的
24、中金屬原子的堆積基本模式有 A.1 B.2 C.3 D.4 ( )4.(5分)仔細(xì)觀測右圖這種堆積方式是 A.體心立方 B.簡樸立方 C.面心立方最密堆積 D.六方最密堆積 5. 金屬鐵的堆積模型是__________________,配位數(shù)是______________。金屬晶體的四種堆積方式中空間運(yùn)用率最高的是__________________,配位數(shù)為_____________。 自我小結(jié):_______________________________________________________
25、__________________________ 質(zhì)疑問難:_______________________________________________________________________ 【高效練習(xí)拓展案】 【拓展訓(xùn)練】 ( )1. 下列說法對的的是 A.晶體是具有一定幾何外觀的,因此汞不屬于金屬晶體 B.金屬一般具有較高的硬度,而鈉可以用小刀切,但鈉屬于金屬晶體 C.塑料具有一定延展性,因此屬于金屬晶體 D.金屬晶體一般具有較高的硬度,因此金剛石屬于金屬晶體 ( )2. 通過非密置層在三維空間堆積而成且配位數(shù)為6的晶胞是 A.六方
26、晶胞 B.體心立方晶胞 C.面心立方晶胞 D.簡樸立方晶胞 ( )3. 下列金屬晶體采用的堆積方式是面心最密堆積的是 A.Ag B.Fe C.Zn D.Po ( )4. 下列排列方式是鎂堆積方式的是 A.ABCABCABC B.ABABAB C.ABBAABBA D.ABCCBAABCCBA ( )5. 有關(guān)金屬晶體的六方最密堆積的構(gòu)造形式的論述對的的是 A.晶胞是六棱柱 B.晶胞是六面體 C.每個(gè)晶胞中含4個(gè)原子 D.每個(gè)晶胞中含17個(gè)原子 ( )6. 某
27、固體僅由一種元素構(gòu)成,密度為5.0g/cm3,用射線研究該固體的構(gòu)造時(shí)得知:在邊長為10-7cm的正方體中具有20個(gè)原子,則此元素的相對原子質(zhì)量最接近下列數(shù)據(jù)中的 A. 32 B. 120 C. 150 D. 180 ( )7. 下列物質(zhì)中,不屬于合金的是 A. 黃銅 B. 生鐵 C. 不銹鋼 D. 水銀 ( )8. 有關(guān)體心立方堆積晶體(右圖)的構(gòu)造的論述中對的的是 A.是密置層的一種堆積方式 B.晶胞是六棱柱 C.每個(gè)晶胞內(nèi)含2個(gè)原子 D.每個(gè)晶胞內(nèi)含6個(gè)原子 (
28、 )9. 教材中給出了幾種晶體的晶胞如圖所示,分別表達(dá)的物質(zhì)對的的排序是 A.碘、鋅、鈉、金剛石 B.金剛石、鋅、碘、鈉 C.鈉、鋅、碘、金剛石 D.鋅、鈉、碘、金剛石 10.右圖為一種金屬銅的晶胞,請完畢如下各題。 ①該晶胞“實(shí)際”擁有的銅原子數(shù)是________個(gè)。 ②該晶胞稱為________。(填序號) A.六方晶胞 B.體心立方晶胞 C.面心立方晶胞 ③此晶胞立方體的邊長為a cm,Cu的相對原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為ρ g/cm3,則阿伏加德羅常數(shù)為________(用a、ρ表達(dá))。 【達(dá)標(biāo)自查】 (
29、 )1.(5分)在下列有關(guān)晶體的論述中錯(cuò)誤的是 A.原子晶體中,只存在共價(jià)鍵 B.分子晶體中,一定存在極性共價(jià)鍵 C.金屬晶體的熔沸點(diǎn)有高有低 D.稀有氣體的原子能形成分子晶體 ( )2.(5分)微粒間存在金屬鍵的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是 A.?食鹽、氯化鉀等晶體易溶于水 B. 氯氣在加壓、降溫時(shí)會(huì)變成液氯或固氯 C. 融化的鐵水降溫可鑄成鐵錠 D. 金剛石有相稱大的硬度 ( )3.(5分)在單質(zhì)的晶體中一定不存在的微粒是 A. 原子 B. 分子 C. 陰離子 D. 陽離子 ( )4.(5分)石墨晶體是層狀構(gòu)造,如圖是其晶體構(gòu)造的俯視
30、圖,每一種碳原子都 跟其她3個(gè)碳原子相結(jié)合,,則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是 A.10個(gè) B.18個(gè) C.24個(gè) D.14個(gè) ( )5.(5分)金屬晶體的堆積方式、空間運(yùn)用率和配位數(shù)關(guān)系對的的是(雙選) A.釙Po—簡樸立方堆積—52%—6 B.鈉Na—體心立方堆積—74%—12 C.鋅Zn—六方最密堆積—68%—8 D.銀Ag—面心立方最密堆積—74%—12 ( )6.(5分)有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示,有關(guān)說法對的的是 A.①為簡樸立方堆積,②為六方最密堆積,③為體心立
31、方堆積,④為面心立方最密堆積 B.每個(gè)晶胞具有的原子數(shù)分別為:①1個(gè),②2個(gè),③2個(gè),④4個(gè) C.晶胞中原子的配位數(shù)分別為:①6,②8,③8,④12 D.空間運(yùn)用率的大小關(guān)系為:①<②<③<④ 7. (15分)堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)順序?yàn)長i>Na>K>Rb>Cs,試用金屬晶體構(gòu)造的知識加以解釋。 8.(15分)結(jié)合金屬晶體的構(gòu)造和性質(zhì),回答如下問題: (1)已知下列金屬晶體:Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au其堆積方式為: ①簡樸立方堆積的是_______________;②體心立方堆積的是_______________; ③六方最密堆積的是___________
32、____;④面心立方最密堆積的是_____________。 (2)根據(jù)下列論述,判斷一定為金屬晶體的是__________。 A.由金屬鍵形成,熔點(diǎn)差別很大 B.由共價(jià)鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀構(gòu)造,當(dāng)受到大的外力作用會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位而斷裂 C.固體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性 (3)下列有關(guān)金屬晶體的論述對的的是________。 A.常溫下,金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在 B.金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用,在一定外力作用下,不因形變而消失 C.鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀 D.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越好 9.(15分)(1)將等徑圓球在二維空間里進(jìn)行排列,可形成密置層和非密置層,在圖1
33、所示的半徑相等的圓球的排列中,A屬于________層,配位數(shù)是________;B屬于________層,配位數(shù)是________。 (2)將非密置層一層層地在三維空間里堆積,得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞,被稱為簡樸立方堆積,在這種晶體中,金屬原子的配位數(shù)是_______,平均每個(gè)晶胞所占有的原子數(shù)目是________。 (3)有資料表白,只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式,釙位于元素周期表的第________周期________族,元素符號是________,最外電子層的電子排布式是________。 10.(20分)(選做題)下表是元素周期表的一部分
34、。表中所列的字母分別代表一種元素。試回答問題: (1)請寫出元素o的基態(tài)原子電子排布式__________________________________。 (2)d的氫化物的分子構(gòu)型為____________,中心原子的雜化形式為_______;k在空氣中燃燒產(chǎn)物的分子構(gòu)型為________,中心原子的雜化形式為________,該分子是________(填“極性”或“非極性”)分子。 (3)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高下的順序排列如下圖,其中序號“8”代表________(填元素符號);其中電負(fù)性最大的是________(填下圖中的序號)。 (4)i單質(zhì)晶體中原
35、子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特性如下圖乙所示,原子之間互相位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。 若已知i的原子半徑為d,NA代表阿伏加德羅常數(shù),i的相對原子質(zhì)量為M,請回答: ①晶胞中i原子的配位數(shù)為________,一種晶胞中i原子的數(shù)目為________。 ②該晶體的密度為________(用字母表達(dá))。 自查小結(jié):(5分) 挑戰(zhàn)題(20分):某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式緊密堆積,即在晶體構(gòu)造中可以劃出一塊正立方體的構(gòu)造單元,金屬原子處在正立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)側(cè)面上,試計(jì)算此類金屬晶體中原子的空間運(yùn)用率。 第三節(jié)
36、 金屬晶體(第三學(xué)時(shí)) 【高效學(xué)習(xí)指引案】 【分層學(xué)習(xí)目的】 A級:1. 進(jìn)一步體會(huì)金屬晶體構(gòu)造與性質(zhì)的關(guān)系。 2. 比較分子晶體、原子晶體和金屬晶體,掌握不同晶體物理性質(zhì)變化的規(guī)律。 3. 理解石墨晶體的類型,探究它與金剛石性質(zhì)差別的因素。 B級:1. 懂得金屬晶體構(gòu)造與性質(zhì)的變化規(guī)律。 2. 懂得三種晶體的特性。 3. 回憶金剛石的物理性質(zhì),理解與石墨的本質(zhì)區(qū)別。 C級:1. 能辨別三種晶體。 2. 理解金剛石與石墨的物理性質(zhì)差別 。 自我擬定目的:_______(級別),理由:________________________________,學(xué)習(xí)方式_____
37、_____。 【重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容】 1. 三種晶體的對比。 2. 知識回憶:同素異形體的定義,對比金剛石與石墨的物理性質(zhì)差別。 【難點(diǎn)知識預(yù)設(shè)】 純熟辨別不同的晶體類型及其物理性質(zhì)的變化規(guī)律。 難于理解的是:________________________________________________________________________ 。 【高效預(yù)習(xí)探究案】 形成金屬晶體的物質(zhì)類別:金屬單質(zhì)及其合金。合金:由一種金屬與另一種或幾種金屬或某些非金屬所構(gòu)成的、具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的熔點(diǎn)________,但合金的硬度、強(qiáng)度一般比成分
38、金屬________。 【預(yù)習(xí)思考選題】 1. 你已經(jīng)學(xué)習(xí)的晶體類型有哪些?請根據(jù)你掌握的知識說說每種晶體的特點(diǎn)。 2. 金屬晶體與原子晶體均屬于“巨分子”,兩者的區(qū)別是什么呢? 3. 什么是同素異形體?金剛石與石墨的關(guān)系是什么?它們的性質(zhì)有何異同? 4. 為什么石墨能導(dǎo)電,而金剛石不能導(dǎo)電呢? 【重點(diǎn)合伙探究】 1. 問題探究: (1)回憶金屬晶體的典型堆積模型填表: 堆積模型 典型代表 空間運(yùn)用率 配位數(shù) 晶胞 簡樸立方堆積 Po(釙) 52% 6 _________堆積 _______________ 68% ________ ____
39、___最密堆積 ______、Zn、Ti 74% ________ 面心立方最密堆積 ______、Ag、Au 74% ________ (2)已經(jīng)學(xué)習(xí)的三種晶體分別是___________________ ___________________ __________________ 晶體類型 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 構(gòu)成粒子 粒子間作用力 代表物 物理性質(zhì) 決定熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 重要因素及規(guī)律 2. 金剛石屬于___________晶體,硬度_____, 熔點(diǎn)______
40、__ ,______導(dǎo)電。石墨屬于___________晶體,它的碳原子呈________雜化,硬度_____,熔點(diǎn)______,______導(dǎo)電,與金剛石互為__________________。 【預(yù)習(xí)探究自我評價(jià)】 ( )1.(5分)下列有關(guān)晶體的論述中,錯(cuò)誤的是(雙選) A.金屬晶體熔化時(shí),金屬鍵被破壞,而分子晶體熔化時(shí),化學(xué)鍵不被破壞 B.白磷晶體中,構(gòu)造粒子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合 C.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀構(gòu)造的晶體 D.構(gòu)成分子晶體的構(gòu)造粒子中一定存在共價(jià)鍵 ( )2.(5分)下列性質(zhì)中,適合于金屬晶體的是 A.熔點(diǎn)10
41、70℃,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電 B.熔點(diǎn)800℃,固態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電 C.能溶于CS2,熔點(diǎn)112.8℃,液態(tài)不導(dǎo)電 D.熔點(diǎn)97.81℃,質(zhì)軟,固態(tài)能導(dǎo)電,密度0.97g/cm3 ( )3.(5分)下列有關(guān)晶體的論述對的的是 A.原子晶體一定是單質(zhì) B.金屬晶體具有金屬陽離子和自由電子 C.分子晶體一定是化合物 D.金屬晶體的硬度>原子晶體的硬度>分子晶體的硬度 ( )4.(5分)在石墨晶體里,每一層由無數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成,同一層內(nèi)每個(gè)碳原子與相鄰的三個(gè)碳原子以C-C鍵結(jié)合,則石墨晶體中碳原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為 A.1:1
42、 B.2:1 C.2:3 D.3:2 5. (1)金屬導(dǎo)電靠___________________,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電靠________________________;金屬導(dǎo)電能力隨溫度升高_(dá)________,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力隨溫度升高而____________。 (2)金剛石空間構(gòu)型為________________,以__________結(jié)合;石墨是層狀構(gòu)造,層內(nèi)碳原子圍成____________形,層與層之間通過_______________結(jié)合。 自我小結(jié):____________________________________
43、_____________________________________________ 質(zhì)疑問難:_______________________________________________________________________ 【高效練習(xí)拓展案】 【拓展訓(xùn)練】 ( )1. 有關(guān)晶體的下列說法中對的的是 A.分子晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定 B.原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高 C.冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂 D.常溫下金屬汞屬于金屬晶體 ( )2. 下列各物質(zhì)的晶體中,晶體類型相似的是 A.O2和Si
44、 B.Na和I2 C.冰和干冰 D.金剛石和石墨 ( )3. 下列說法對的的是 A.分子晶體中一定存在分子間作用力,不一定存在共價(jià)鍵 B.金屬晶體中的金屬鍵有飽和性沒有方向性 C.原子晶體比所有金屬晶體和分子晶體的熔點(diǎn)高 D.具有金屬鍵的一定是金屬晶體 ( )4. 從嚴(yán)格意義上講石墨屬于 A.分子晶體 B.原子晶體 C.混合晶體 D.金屬晶體 ( )5. 下列各組物質(zhì)氣化或熔化時(shí),所克服的微粒間的作用力屬于同種類型的是 A.碘和干冰的升華 B.二氧化硅和玻璃
45、的熔化 C.氯化鈉和鐵的熔化 D.冰和汽油的蒸發(fā) ( )6. 在金剛石晶體的網(wǎng)狀構(gòu)造中,具有共價(jià)鍵形式的碳原子環(huán),其中最小的碳環(huán)中的碳原子數(shù)和C-C鍵之間的夾角是 A.6個(gè),120° B.6個(gè),109.5° C.5個(gè),109.5° D.5個(gè),120° ( )7. 下列排列方式是銅堆積方式的是 A.ABCABCABC B.ABABAB C.ABBAABBA D.ABCCBAABCCBA ( )8. 氫氣是重要而干凈的能源,運(yùn)用氫氣作能源,必須安全有效地儲(chǔ)存氫氣。報(bào)道稱某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量,其晶體構(gòu)造
46、的最小單元如右圖所示。則該合金的化學(xué)式為 ?A.LaNi6???? ?B.LaNi3???? C.LaNi4???? D.LaNi5 9.下列五種晶體:①CO2、②金剛石、③Na、④Si、⑤CS2,它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)開_________________(填序號)。 【達(dá)標(biāo)自查】 ( )1.(5分)下列式子為分子式的是 A.NH4Cl B.Cu C.SiO2 D.I2 ( )2.(5分)金屬鉀晶體為體心立方構(gòu)造,則在單位晶胞中鉀原子的個(gè)數(shù)是 A.4 B.3 C.2 D.
47、1 ( )3.(5分)下列性質(zhì)適合于金屬晶體的是 ①熔點(diǎn)-218 ℃,難溶于水 ②熔點(diǎn)3900 ℃,硬度很大,不導(dǎo)電 ③難溶于水,固體時(shí)導(dǎo)電,升溫時(shí)導(dǎo)電能力削弱 ④難溶于水,熔點(diǎn)高,固體不導(dǎo)電,熔化時(shí)導(dǎo)電 A.④ B.② C.③ D.① ( )4.(5分)下面二維平面晶體所示的化學(xué)式為AX2的是 A. B. C. D. ( )5.(5分)下列數(shù)據(jù)是相應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)表,有關(guān)的判斷對的的是 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O2 BCl3 CO2 Si
48、O2 920 ℃ 97.8 ℃ 1291 ℃ 190 ℃ 2073 ℃ -107 ℃ -57 ℃ 1723 ℃ A. 只要具有金屬陽離子的晶體就一定是離子化合物 B.在共價(jià)化合物分子中各原子都形成8電子構(gòu)造 C.同族元素的氧化物不也許形成不同類型的晶體 D.金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的高 ( )6.(5分)石墨能與熔融金屬鉀作用,形成石墨間隙化合物,鉀原 子填充在石墨各層談原子中。比較常用的石墨間隙化合物是青銅 色的化合物,其化學(xué)式可寫作CxK,其平面圖形見下圖,則x值為 A . 8 B. 12 C.24
49、 D.60 7.(15分)鋁單質(zhì)的晶胞構(gòu)造如圖甲所示,原子之間相對位置關(guān)系的平面圖如圖乙所示。 若已知鋁原子半徑為d,NA表達(dá)阿伏加德羅常數(shù),摩爾質(zhì)量為M,則該晶體的密度可表達(dá)為______________。據(jù)上圖計(jì)算,鋁原子采用的面心立方堆積的空間運(yùn)用率為_________。 8.(15分)3月11日日本發(fā)生了9.0級強(qiáng)地震。隨后在爆炸核電站周邊檢測到的放射性物質(zhì)有碘-131和銫-137。 元素代號 A B C 第一電離能(kJ·mol-1) 520 496 419 (1) Cs(銫)的最外層電子排布式為6s1,與銫同主族的前四周期(涉及第四周期)的三
50、種元素A、B、C的電離能如下表: 三種元素A、B、C的元素符號分別為____________,形成其單質(zhì)晶體的化學(xué)鍵類型是________,均屬于___________________堆積,配位數(shù)為_________。 (2) 與碘同主族的氯具有較高的活潑性,可以形成大量的含氯化合物,如金屬氯化物,非金屬氯化物等。BCl3是一種非金屬氯化物,該物質(zhì)分子中B—Cl鍵的鍵角為________。 (3) 碘-131是碘單質(zhì),其晶胞構(gòu)造如右圖所示,該晶胞中具有________個(gè)I2分子。 9.(15分)石墨片層構(gòu)造如右圖所示,問: (1)平均多少個(gè)碳原子構(gòu)成一種正六邊形? (2)n
51、 g碳原子可構(gòu)成多少個(gè)正六邊形? 10.(20分) (選做題)晶胞是晶體中最小的反復(fù)單元.已知鐵為面心立方晶體,其構(gòu)造如下圖甲所示,面心立方的構(gòu)造特性如下圖乙所示.若鐵原子的半徑為,試求鐵金屬晶體中的晶胞長度,即下圖 丙中AB的長度為______________m。 自查小結(jié):(5分) 挑戰(zhàn)題(20分):C70分子是形如橢球狀的多面體,該構(gòu)造的建立基于如下考慮: (1)C70分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵; (2)C70分子中只具有五邊形和六邊形; (3)多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系遵循歐拉定理:頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。 根據(jù)以上所述擬定:(1)C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù); (2)C70分子中的五邊形和六邊形各有多少?
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