3.1 金属键 金属晶体 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2

第一单元　金属键　金属晶体 1. 了解金属键的含义，知道金属键的本质。 2. 能结合原子半径、原子化热解释、比较金属单质性质的差异，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。 3. 能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及粒子之间的相互作用，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 4. 能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力。 5. 理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析晶胞组成，强化证据推理与模型认知的学科核心素养。 1. 了解金属单质中金属原子的结合方式。 　　　　　　 金属的应用 非金属原子之间可通过共价键结合形成单质或化合物，活泼金属与活泼非金属可通过离子键结合形成化合物。那么金属单质中金属原子间是采取怎样的方式结合的呢？ (1) 阅读教材，根据什么事实可以推测金属晶体中存在强烈的相互作用？ (2) 金属具有导电性的原因是什么？阅读教材，了解金属晶体中为什么存在自由移动的电子？ (3) 金属晶体中含金属阳离子，是否含有阴离子？ 2. 下图是金属键示意图： 金属晶体中的金属键示意图 阅读教材，结合上图分析，什么是金属键？ 1. 下图是金属导电的示意图： 金属导电性示意图 结合上图分析金属导电的原理。 2. 用金属键理论解释金属的导热性。 3. 结合右图分析，为什么金属有良好的延展性？ 金属延展性示意图 4. 讨论影响金属键强弱的因素。 我们知道，有的金属软如蜡，有的金属硬如钢；有的金属熔点低(如汞的熔点为－38.9 ℃、铯的熔点为28.7 ℃)，有的金属熔点高(如钨的熔点达3 000 ℃以上)。金属的这些性质与金属键的强弱密切相关。 (1) 金属键的强弱可以用什么衡量？什么是金属的原子化热？ (2) 结合下表分析、讨论影响金属键的因素有哪些？有怎样的影响？ 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 原子化热/(kJ/mol) 108.4 146.4 326.4 397.5 熔点/℃ 97.5 650 660 1 900 1. 阅读教材科学史话，了解人类认识晶体结构的过程、方法。根据X射线衍射图显示的信息，科学家可以推知出什么？ 2. 结合右图，讨论金属晶体中的晶胞是如何形成晶体的？ 　 晶胞堆积成晶体 3. 下图是金属原子在平面上(二维空间)紧密模型放置可能的两种常见的排列方式： a b 金属原子在平面内的两种排列方式 a、b哪个排列更紧密？两种排列方式的名称分别是什么？ 4. 阅读教材拓展视野，了解金属晶体的堆积方式。 (1) 密置层和非密置层按一定的方式在三维空间中堆积，就得到了金属晶体的4种基本堆积方式，包括哪几种？ (2) 下图是几种金属晶体的晶胞： 　 a　　　　 b　　　　　c　　　　　　 d 将金属的堆积方式和晶胞模型的字母填入下表： 金属 堆积方式 晶胞模型 钋(Po) 钠、钾、铬、钼、钨 镁、锌、钛 金、银、铜、铅 5. 下图是晶胞中不同位置原子的共享情况。 讨论上述平行六面体晶胞中微粒数目的计算方法。 (1) 晶胞的顶点原子为_____个晶胞共享；晶胞棱上的原子为_____个晶胞共享；晶胞面上的原子为_____个晶胞共享；处于体心的原子为_____个晶胞共享。 (2) 图1是金属晶体的体心立方晶胞示意图。该晶胞中的金属原子个数为_____。 　　　　　　　 　 图1　　　　　　　　　　　　图2 (3) 图2是金属晶体的面心立方晶胞示意图。该晶胞中的金属原子数目为_____。 6. (拓展)空间利用率的计算方法。 将原子(离子)设想为一个球，依据晶胞内所含原子(离子)的数目计算原子(离子)的体积，再确定晶胞的体积，即可计算晶体(胞)的空间利用率。 空间利用率＝×100% 　 a　　　　 b　　　　　c　　　　　　　d (1) 简单立方堆积的空间利用率为_____(保留整数，下同)。 (2) 体心立方堆积的空间利用率为_____。 (3) 面心立方堆积的空间利用 ... ...