第三章 第三节 金属晶体课件.ppt
分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较,构成晶体粒子,分子,原子,分子间作用力,共价键,结构、性质,较小,较大,较低,很高,固态和熔融状态都不导电,不导电,相似相溶,难溶于常见溶剂,复习提问,2022年12月21日星期三,第三章晶体结构与性质,第三节 金属晶体,Ti,金属样品,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。这种金属阳离子和自由电子较强的作用称为金属键,一金属键,电子气理论金属阳离子和自由电子间的较强作用（静电作用）,2.本质,.概念,3、成键微粒：,金属阳离子和自由电子,5、金属晶体：,通过金属键作用形成的单质晶体,4、金属键的特征：,没有饱和性、方向性,6、金属晶体结构 紧密堆积（“巨分子”）,紧密堆积是指金属晶体以圆球状的金属原子 一个挨着一个地堆积在一起，这些圆球状原子在空间的排列形式是使一定体积的晶体内含有最多数目的原子。,7、金属的性质,金属具有导电性、导热性、有延展性、有金属光泽等，包括熔沸点高低均与金属键有关。,金属为什么具有这些共同物理性质呢?,产生这些特性的根本原因是金属晶体中有自由电子,【讨论1】 金属为什么易导电？ 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，但在外加电场作用下自由电子就会作定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。,水溶液或熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,比较电解质、金属导电的区别：,（1）金属晶体结构与金属导电性的关系,化学变化,物理变化,【讨论2】金属为什么易导热？,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，该区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。 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。,（2）金属晶体结构与金属导热性的关系,【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？ 金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，并不会改变原来的排列方式，金属键并没有被破坏，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂，具有延展性。 而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，因而难以锻压成型，无延展性。,（3）金属晶体结构与金属延展性的关系,（4）金属晶体具有金属光泽和颜色,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。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,8、金属晶体熔点变化规律,（1）金属晶体熔点变化较大，与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系,（2）一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定： 金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。如：K Na Mg Al Li Na K Rb Cs,小结：三种晶体类型与性质的比较,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,B,练习,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？,金属原子在平面（二维空间）上有几种排列方式？,二、金属晶体的原子堆积模型,（a）非密置层（b）密置层,两种排列方式的配位数分别是多少？哪种排列方式使一定体积内含有的原子数目最多？,思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？活动探究：将桌上的乒乓球在三维空间堆积起来，有几种不同的堆积方式？比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。,1、简单立方堆积（Po）,金属晶体的原子空间（三维）堆积模型,晶胞的形状是什么？含几个原子？,简单立方堆积,2、钾型体心立方堆积（ IA，VB，VIB）,体心立方堆积,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，其情形是一样的 ),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。,思考：密置层的堆积方式有哪些？,下图是此种六方紧密堆积的前视图,A,第一种是将球对准第一层的球。,于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方最密堆积。,配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ),3、镁型六方最密堆积,六方密堆积,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。,配位数 12 。( 同层 6， 上下层各 3 ),4、铜型面心立方,面心立方,三、金属晶体的四种堆积模型对比,阅读课文76资料卡片，并填写下表,钋（Po）,52%,6,Na、K、Fe,68%,8,Mg、Zn、Ti,74%,12,Cu、Ag、Au,74%,12,简单立方,钾型（体心立方密堆积）,镁型（六方最密堆积）,铜型面心立方最密堆积,金属晶体的四中堆积模型对比,三维堆积四种方式,小结金属晶体的原子堆积模型,简单立方堆积,钾型体心立方,由非密置层一层一层堆积而成,镁型,铜型,金属晶体的两种最密堆积方式,找铜型的晶胞,
