金属晶体PPT课件.pptx

第二节金属晶体与离子晶体 2019 12 31 1 第二节金属晶体 1 通过对金属晶体的学习 进一步了解金属的物理通性 2 能用 电子气理论 和金属晶体的某些知识解释金属的性质 3 了解金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点 2019 12 31 2 图片导学 2019 12 31 3 Ti 金属样品 图片导学 2019 12 31 4 一 金属的分类与金属共同的物理性质 1 冶金工业上分 黑色金属 铁 铬 锰 和有色金属 1 金属的分类 2 轻金属和重金属密度是否大于4 5克 立方厘米 3 常见金属和稀有金属 2 金属的共性 有金属光泽 容易导电 导热 有延展性等 金属为什么具有这些共同性质呢 2019 12 31 5 二 金属的结构 金属原子一样大 可看成等径圆球 电子无家可归 自由运动 对于整个金属来说 电子可谓是 共产共有 2019 12 31 6 二 金属的结构 描述金属键的最简单理论是 电子气理论 该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块金属的 电子气 这些电子不是专属于某几个特定的金属离子 而是均匀分布于整个晶体中 被所有原子共用 从而把所有的金属原子维系在一起 金属原子则 浸泡 电子气 的 海洋 中 金属键 2019 12 31 7 金属键 1 定义 金属 和 之间的较强相互作用 2 本质 电子气理论 其内容为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的 被所有原子所共用 从而把所有的 维系在一起 阳离子 自由电子 价电子 电子气 金属原子 2019 12 31 8 3 成键微粒 金属阳离子和自由电子 存在 金属单质和合金中 4 成键特征 无方向性和饱和性金属键没有饱和性和方向性 金属键中的电子在整个三维空间里运动 属于整块固体金属 金属的共性就是由于金属中的化学键和金属原子的堆积方式所导致的 2019 12 31 9 三 金属晶体的结构和金属性质的内在联系 电子气理论 对金属性质的解释 1 金属的导电性通常情况下金属晶体中 电子的运动是没有方向的 但在外加电场的作用下会发生定向移动 从而形成电流 2019 12 31 10 金属导电与电解质溶液或熔融电解质导电的比较 离子 自由电子 导电 导电 T 导电能力 T 导电能力 氧化还原反应 物理变化 阳离子吸收能量 振动幅度加大 电子运动时受阻 2019 12 31 11 是由于 电子气 中的自由电子在运动时与金属离子频繁碰撞 引起两者能量的交换 当金属某部分受热时 那个区域的自由电子能量增加 运动速度加快 通过碰撞把能量传递给金属离子 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 使整块金属达到相同的温度 2 金属的导热性 2019 12 31 12 3 金属的延展性 金属晶体中的由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性 各原子层之间发生相对滑动后 仍可保持这种相互作用 因而即使在外力作用下 发生形变也不易断裂 弥漫在金属原子间的 电子气 起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用 延是拉长展是压成片 2019 12 31 13 下列关于金属键的叙述不正确的是 A 金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的粒子间的强烈相互作用 其实质与离子键类似 也是一种电性作用B 金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用 所以与共价键类似 也有方向性和饱和性C 金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用 故金属键无方向性和饱和性D 构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 B 2019 12 31 14 针对训练 1 下列有关金属键的叙述错误的是 A 金属键不同于共价键 没有饱和性和方向性B 金属键中的电子属于整块金属 具有流动性C 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用D 金属的导电性 导热性 延展性都与金属键有关 C 2019 12 31 15 2019 12 31 16 由于金属原子以最紧密堆积状态排列 内部存在自由电子 所以当光线投射到它的表面上时 自由电子吸收所有频率的光 然后很快放出各种频率的光 这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽 此外金显黄色 铜显赤红色 铋为淡红色 铯为淡黄色以及铅是灰蓝色 这是因为它们较易吸收某一些频率的光之故 金属光泽只有在整块时才能表现出来 在粉末状时 一般金属都呈暗灰色或黑色 这是因为在粉末状时 金属晶面取向杂乱 晶格排列得不规则 吸收可见光后辐射不出去 所以为黑色 总之 金属的光泽是由其内部结构决定的 金属光泽怎么解释呢 4 金属的光泽 2019 12 31 17 四 金属晶体的熔点变化规律 1 金属晶体熔点变化较大金属晶体熔点与晶体的紧密堆积方式和金属阳离子与自由电子之间金属间的强弱有密切关系 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 金属的熔点就相应越高 硬度也越大 2019 12 31 18 1 同周期金属单质 从左到右 其熔点 沸点逐渐升高 例如熔点 沸点大小 Na Mg Al 2 同主族金属单质 从上到下 其熔点 沸点逐渐降低 例如熔点 沸点大小 Li Na K 2019 12 31 19 1 同周期金属单质 从左到右 其熔点 沸点逐渐升高 例如熔点 沸点大小 Na Mg Al 2 同主族金属单质 从上到下 其熔点 沸点逐渐降低 例如熔点 沸点大小 Li Na K 熔点最低的金属 汞 常温下呈液态 熔点很高的金属 钨 3410 铁的熔点 1535 2019 12 31 20 熔点最低的金属 汞 熔点 39 3 熔点最高的金属 钨 熔点3410 密度最小的金属 锂 密度最大的金属 锇 硬度最小的金属 铯 硬度最大的金属 铬 展性最强的金属 金 最薄的金厚度只1 10000mm 延性最好的金属 铂 最细的铂丝直径只1 5000mm 最活泼的金属 铯 最稳定的金属 金 2019 12 31 21 1 金属晶体的四种常见原子堆积模型 五 金属晶体常见原子堆积模型 2019 12 31 22 2019 12 31 23 A 为简单立方堆积 为六方最密堆积 为体心立方堆积 为面心立方最密堆积B 每个晶胞含有的原子数分别为 1个 2个 2个 4个C 晶胞中原子的配位数分别为 6个 8个 8个 12个D 空间利用率的大小关系为 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞结构如下图所示 下列有关说法中正确的是 B 2019 12 31 24 针对训练 下列说法正确的是 A 金属钙的熔点 沸点低于金属钾的熔点 沸点B 如果金属晶体失去自由电子 金属晶体将不复存在 B 方法技巧 配位数相同的金属晶体 空间利用率相同 配位数越大的金属晶体 空间利用率越大 2019 12 31 25 1 金属晶体堆积密度大 原子配位数高 能充分利用空间的原因 A 金属原子的价电子数少B 金属晶体中有 自由电子 C 金属原子的原子半径大D 金属键没有饱和性和方向性2 关于钾型晶体 如图 的结构的叙述中正确的是 A 是密置层的一种堆积方式B 晶胞是六棱柱C 每个晶胞内含2个原子D 每个晶胞内含6个原子 当堂巩固 1 金属晶体堆积密度大 原子配位数高 能充分利用空间的原因 A 金属原子的价电子数少B 金属晶体中有 自由电子 C 金属原子的原子半径大D 金属键没有饱和性和方向性2 关于钾型晶体 如图 的结构的叙述中正确的是 A 是密置层的一种堆积方式B 晶胞是六棱柱C 每个晶胞内含2个原子D 每个晶胞内含6个原子 金属键没有方向性 没有饱和性 D 体心立方 C 2019 12 31 26 3 下列关于金属晶体的叙述正确的是 A 常温下 金属单质都以金属晶体形式存在B 金属晶体的熔点都很高 硬度都很大C 钙的熔点 沸点高于钾D 温度越高 金属的导电性越