选修3物质结构与性质第三章第三节金属晶体（第2课时）.ppt

二、金属晶体的原子堆积模型,1、几个概念,配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻且距离相等的微粒个数,空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数用来表示紧密堆积程度,金属晶体的原子堆积模型,紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间,金属原子尽可能地互相接近，尽量占据较小的空间。紧密堆积,金属晶体的原子堆积模型,活动与探究1：平面上金属原子紧密排列的方式,从盒子里取出：4组乒乓球（3个排成一条直线的）将乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面紧密接触，有哪些排列方式？,金属晶体的原子堆积模型,平面上金属原子紧密排列的两种方式,配位数为4,配位数为6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,金属晶体的原子堆积模型,平面上金属原子紧密排列的两种方式,非密置层放置,密置层放置,配位数为4,配位数为6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,金属晶体的原子堆积模型,2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型,金属晶体中的原子可看成直径相等的小球。将等径圆球在一平面上排列，有两种排布方式，按（b）图方式排列，圆球周围剩余空隙最小，称为密置层；按（a）图方式排列，剩余的空隙较大，称为非密置层。,（a）非密置层（b）密置层,a:配位数4,b:配位数6,金属晶体的原子堆积模型,3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型,金属晶体的原子堆积模型,活动与探究2三维空间里非密置层金属原子的堆积方式,先将两组小球以非密置层的排列方式排列在一个平面上：在其上方再堆积一层非密置层排列的小球，使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？,金属晶体的原子堆积模型,三维空间里非密置层的金属原子的堆积方式,（1）第二层小球的球心正对着第一层小球的球心,（2）第二层小球的球心正对着第一层小球形成的空穴,金属晶体的原子堆积模型,简单立方晶胞,（1）简单立方堆积,Po,金属晶体的原子堆积模型,配位数：,1,2,3,4,5,6,6,同层4，上下层各1,金属晶体的原子堆积模型,金属原子半径r与正方体边长a的关系：,a=2r,金属晶体的原子堆积模型,简单立方晶胞平均占有的原子数目：,金属晶体的原子堆积模型,简单立方堆积的空间占有率,=52%,球半径为r,正方体边长为a,=2r,金属晶体的原子堆积模型,体心立方晶胞,（2）体心立方堆积,（钾型）,金属晶体的原子堆积模型,配位数：,8,1,2,3,4,5,6,7,8,上下层各4,金属晶体的原子堆积模型,金属原子半径r与正方体边长a的关系：,b=4r,b,金属晶体的原子堆积模型,体心立方晶胞平均占有的原子数目：,金属晶体的原子堆积模型,体心立方堆积的空间占有率,=68%,体对角线长为c,面对角线长为b,棱线长为a,球半径为r,c2=b2+a2,b2=a2+a2,c=4r,(4r)2=3a2,金属晶体的原子堆积模型,金属晶体的原子堆积模型,活动与探究3三维空间里密置层金属原子的堆积方式,将密置层的小球在一个平面上黏合在一起，再一层一层地堆积起来（至少堆4层），使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？注意：堆积方式的周期性、稳定性,金属晶体的原子堆积模型,三维空间里密置层的金属原子的堆积方式,（1）ABAB堆积方式,（2）ABCABC堆积方式,金属晶体的原子堆积模型,1,2,3,4,5,6,第二层小球的球心对准第一层的1、3、5位（）或对准2、4、6位（）。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。,俯视图,金属晶体的原子堆积模型,A,B,A,B,A,（1）ABAB堆积方式,第三层小球对准第一层的小球。每两层形成一个周期地紧密堆积。,金属晶体的原子堆积模型,（2）ABCABC堆积方式,第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。第四层同第一层。每三层形成一个周期地紧密堆积。,A,B,A,B,C,A,C,金属晶体的原子堆积模型,俯视图：,ABAB堆积方式,ABCABC堆积方式,金属晶体的原子堆积模型,（1）ABAB堆积方式,六方紧密堆积,（镁型）,金属晶体的原子堆积模型,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,同层6，上下层各3,金属晶体的原子堆积模型,六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,=6,+3,金属晶体的原子堆积模型,金属晶体的原子堆积模型,（2）ABCABC堆积方式,面心立方紧密堆积,（铜型）,金属晶体的原子堆积模型,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,同层6，上下层各3,金属晶体的原子堆积模型,面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,金属晶体的原子堆积模型,面心立方最密堆积的空间占有率,=74%,金属晶体的原子堆积模型,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,金属晶体的原子堆积模型,简单立方,钾型（体心立方密堆积）,镁型（六方最密堆积）,镁型（六方最密堆积）,金属晶体的原子堆积模型,面心立方最密堆积,简单立方堆积,体心立方密堆积,六方最密堆积,面心立方,六方,体心立方,简单立方,74%,74%,68%,52,12,12,8,6,Cu、Ag、Au,Mg、Zn、Ti,Na、K、Fe,Po,金属晶体的四种堆积模型对比,金属晶体的原子堆积模型,石墨是层状结构的混合型晶体,金属晶体的原子堆积模型,思考题,（1）六方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么关系？（2）面心立方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？,金属晶体的原子堆积模型,金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h的关系,a=2r,金属晶体的原子堆积模型,金属原子的半径r与正方体的边长a的关系,金属晶体的原子堆积模型,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,C,B,金属晶体的原子堆积模型,3、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？,B,金属晶体的原子堆积模型,5、下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是（）A.用铁制品做炊具B.用金属铝制成导线C.用铂金做首饰D.铁易生锈,D,金属晶体的原子堆积模型,6、下列物质中含有金属键的是()A.金属铝B.合金C.NaOHD.NH4Cl,AB,金属晶体的原子堆积模型,7、金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是（）A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMg,B,金属晶体的原子堆积模型,8、下列有关金属晶体叙述正确的是（）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