江苏高中化学晶体单元课件集选修3金属晶体.ppt

3 3金属晶体 教学目标 1 了解金属的性质和形成原因2 掌握金属键的本质 电子气理论 3 能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质4 掌握金属晶体的四种原子堆积模型 ti 金属样品 1 金属共同的物理性质 容易导电 导热 有延展性 有金属光泽等 金属为什么具有这些共同性质呢 2 金属的结构 问题 构成金属晶体的粒子有哪些 一 金属键 组成粒子 金属阳离子和自由电子 3 电子气理论 自由电子理论 金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的 电子气 被所有原子所共用 从而把所有的原子维系在一起 4 金属键 这种金属原子间由于电子气产生的作用 在金属晶体中 金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用 是化学键的一种 金属键强弱判断 金属阳离子所带电荷多 半径小 金属键强 熔沸点高 5 金属晶体 通过金属键作用形成的单质晶体 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 但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动 因而形成电流 所以金属容易导电 6 金属晶体的结构与金属性质的内在联系 讨论2 金属为什么易导热 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 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 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 不同的金属在某些性质方面 如密度 硬度 熔点等又表现出很大差别 这与金属原子本身 晶体中原子的排列方式等因素有关 金属的延展性 资料 金属之最 熔点最低的金属是 汞 熔点最高的金属是 钨 密度最小的金属是 锂 密度最大的金属是 锇 硬度最小的金属是 铯 硬度最大的金属是 铬 最活泼的金属是 铯 最稳定的金属是 金 延性最好的金属是 铂 展性最好的金属是 金 1 金属晶体的形成是因为晶体中存在 a 金属离子间的相互作用b 金属原子间的相互作用c 金属离子与自由电子间的相互作用d 金属原子与自由电子间的相互作用 c 练习 2 金属能导电的原因是 a 金属晶体中金属阳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可发生定向移动c 金属晶体中的金属阳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 b 3 下列叙述是否正确 1 任何晶体中 若含有阳离子也一定含有阴离子 2 原子晶体中只含有共价键 3 分子晶体中只存在分子间作用力 不含有其他化学键 4 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 5 为什么钠 镁 铝单质熔点逐渐升高 二 金属晶体的原子堆积模型 非密置层密置层 配位数 直接相切 二维空间 46 三维空间 1 简单立方堆积 po 2 钾型 碱金属 每个晶胞中只有一个原子配位数为6 非密置层型的两种立体堆积方式 第二层堆积在第一层的凹穴中配位数为8 利用率比上一种增大 三维空间 密置层型的两种立体堆积方式 配位数为12 空间利用率进一步增大 为最紧密堆积 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 三维空间 密置层型的两种立体堆积方式 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 下图是此种六方紧密堆积的前视图 a 第三层的堆积方式 1 于是每两层形成一个周期 即abab堆积方式 形成六方紧密堆积 配位数12 同层6 上下层各3 将球对准第一层的2 4 6位 不同于ab两层的位置 这是c层 第三层的堆积方式 2 此种立方紧密堆积的前视图 a 第四层再排a 于是形成abcabc三层一个周期 配位数12 同层6 上下层各3 a a mg型 cu型 配位数均为12 a2型钾型体心立方b