《金属键 金属晶体》课件2.ppt

1 金属离子与自由电子之间强烈的相互作用 叫做金属键 2 金属的原子半径越小 单位体积内自由电子数越多 金属键越强 金属的原子化热数值越大 金属键越强 3 金属键越强 金属晶体的硬度越大 熔 沸点越高 4 金属晶体有简单立方 体心立方 六方和面心立方四种堆积模型 1 金属键 1 概念 与 之间强烈的相互作用 2 形成 金属原子的部分或全部外围电子受 的束缚比较弱 在金属晶体内部 它们可以从原子上 脱落 下来 形成自由流动的 金属原子失去部分或全部 形成金属离子 金属离子 自由电子 原子核 电子 外围电子 3 影响因素 影响金属键强弱的主要因素有金属元素的 单位体积内 的数目等 原子半径 自由电子 2 金属特性 3 金属的原子化热 1 定义 1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时 的能量 2 意义 衡量金属键的强弱 金属的原子化热数值越大 金属键 吸收 越强 特别提醒 1 金属键影响金属的物理性质 2 金属键越强 金属的熔 沸点越高 3 金属键越强 金属的硬度越大 1 下列有关金属键的叙述错误的是 A 金属键没有饱和性和方向性B 金属键是金属离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C 金属键中的电子属于整个金属D 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 解析 金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用 既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用 也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用 答案 B 1 存在大多数 及其 都是金属晶体 2 组成单元 晶胞反映晶体结构特征的 称之为晶胞 金属单质 合金 基本重复单位 3 金属晶体的常见堆积方式 1 平面内 金属原子在平面上 二维空间 放置 可有两种排列方式 其中方式a称为 方式b称 非密置层 为密置层 2 三维空间内 金属原子在三维空间按一定的规律堆积 有4种基本堆积方式 简单立方 体心立方 体心立方 六方 4 合金 1 概念 一种 与另一种或几种 或 的融合体 2 性能 合金的熔点比各成分金属都要 合金比各成分金属具有更好的 和机械加工性能 金属 非金属 低 硬度 强度 金属 金属晶体在三维空间的堆积方式 1 非密置层的堆积方式 简单立方堆积 将非密置层一层一层地在三维空间里堆积 当相邻非密置层原子的原子核在同一直线上时 这种堆积形成的晶胞是一个立方体 每个晶胞含有1个原子 称为简单立方堆积 如图所示 这种堆积的空间利用率太低 只有金属钋 Po 采用这种堆积方式 体心立方堆积 非密置层一层一层地在三维空间里堆积 将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中 每层均照此堆积 这种堆积形成的晶胞是体心立方晶胞 每个晶胞内含有2个原子 如图所示 这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积高得多 如碱金属就是采用这种堆积方式 2 密置层的堆积方式 六方最密堆积 将密置层按ABAB 方式做最密堆积 这时重复周期为两层 如图所示 由于在这种排列方式中可划出密排六方晶胞 故称此排列为六方最密堆积 由此堆积可知 同一层上每个球与同层中周围6个球相接触 同时又与上下两层中各3个球相接触 故每个球与周围12个球相接触 所以它们的配位数是12 原子的空间利用率最大 面心立方最密堆积 将第一密置层记作A 第二层记作B B层的球对准A层中顶点向上 或向下 的三角形空隙位置 第三层记作C C层的球对准B层的空隙 同时应对准A层中顶点向下 或向上 的三角形空隙 即C层球不对准A层球 以后各层分别重复A B C层 这种排列方式三层为一周期 记为ABCABC 如图所示 由于在这种排列中可以划出面心立方晶胞 故称这种堆积方式为面心立方最密堆积 由此可以看出以上两种方式的堆积都是金属晶体的最密堆积 配位数都是12 空间利用率高 为74 但所得晶胞的形式不同 2 金属原子在二维空间里的放置有下图所示的两种方式 下列说法中正确的是 A 图 a 为非密置层 配位数为6B 图 b 为密置层 配位数为4 C 图 a 在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积D 图 b 在三维空间里堆积仅得简单立方解析 金属原子在二维空间里有两种排列方式 一种是密置层排列 一种是非密置层排列 密置层排列的空间利用率高 原子的配位数为6 非密置层的配位数较密置层小 原子的配位数为4 由此可知 图 a 为密置层 图 b 为非密置层 密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积 非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方两种堆积 答案 C 8 4 2 完全 3 某离子化合物的晶胞如图所示 阳离子位于晶胞的中心 阴离子位于晶胞的8个顶点上 则该离子化合物中阴 阳离子的个数比为 A 1 8B 1 4C 1 2D 1 1 答案 D 例1 金属能导电的原因是 A 金属晶体中金属离子与自由电子间的相互作用较弱B 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动C 金属晶体中的金属离子在外加电场作用下可发生定向移动D 金属晶体在外加电场作用下可失去电子 解析 自由电子可以在金属晶体中自由移动 在外加电场的作用下 自由电子就会定向移动而形成电流 答案 B 1 下列有关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 金属离子与自由电子之间的强烈作用 在一定外力作用下 不因形变而消失C 钙的熔 沸点低于钾D 温度越高 金属的导电性越好解析 A项 Hg在常温下为液态 C项 钙的熔 沸点高于钾 D项 温度越高 金属的导电性越弱 答案 B 例2 如图所示的甲 乙 丙三种晶体 试推断甲晶体的化学式 X为阳离子 为 乙晶体中A B C三种微粒的个数比是 丙晶体中每个D周围结合E的个数是 答案 X2Y1 3 18 2 某晶体的一部分如图所示 这种晶体中A B C三种粒子数之比是 A 3 9 4B 1 4 2C 2 9 4D 3 8 4 答案 B 例3 结合金属晶体的结构和性质 回答以下问题 1 已知下列金属晶体 Na Po K Fe Cu Mg Zn Au其堆积方式为 简单立方堆积的是 体心立方堆积的是 六方最密堆积的是 面心立方最密堆积的是 2 根据下列叙述 判断一定为金属晶体的是 A 由分子间作用力形成 熔点很低B 由共价键结合形成网状晶体 熔点很高C 固体有良好的导电性 传热性和延展性 解析 1 简单立方堆积的空间利用率太低 只有金属Po采取这种方式 体心立方堆积是上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中 这种堆积方式的空间利用率比简单立方推积的高 多数金属是这种堆积方式 六方最密堆积常见金属为Mg Zn Ti 面心立方最密堆积常见金属为Cu Ag Au 2 A项属于分子晶体 B项属于原子晶体 而C项是金属的通性 答案 1 Po Na K Fe Mg Zn Cu Au 2 C 在金属晶体的4种堆积方式中 面心立