金属晶体自制ppt课件

1、一、教学内容,1、课标中的内容(1)知道金属键的涵义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质(2)知道金属晶体的结构微粒,微粒间作用力与分子晶体,原子晶体的区别,2、教材中的内容 本节课是人教版化学选修3第三章第三节的教学内容，是在学习分子晶体、原子晶体、离子晶体的基础上认识金属晶体。 本节教学内容包含知识点：金属晶体的模型及性质的一般特点、金属晶体的概念、晶体类型与性质的关系。只需要一个课时就能完成,二、教学对象分析,1、知识技能方面：学生已经学习了晶体的概念、分子晶体、原子晶体等，具有一定的基本理论知识和技能知识。 2、学习方法方面：在前面研究过分子晶体、原子晶体知识， 具有一定的学习方法基

2、础,三、设计思想以及教学目标,总的思路是联系生活、生产实际，运用启发讨论法以及多媒体教学平台，让学生： 1.了解金属晶体的模型及性质的一般特点。 2.能用金属晶体的有关知识解释金属的一些共同性质。 3.通过比较几种晶体，培养学生科学的学习方法从而激发学生学习晶体的兴趣,四、教学的重点和难点,1、教学重点：金属晶体的概念：晶体类型与性质的关系， 2、教学难点：金属晶体结构模型,Ti,金属晶体,金属离子与自由电子之间的强烈的相互作用力,一.金属键,1.定义,2.电子气理论,3.金属键的强度,金属键,价电子数越多、离子半径越小、电荷数越多金属键就越强,该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成

3、遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所以的金属原子维系在一起,金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的化学键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。 强调：金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体,4.说明,一.金属键,金属键,2.组成粒子： 3.作用力,金属阳离子和自由电子,金属离子和自由电子之间的较强作用 金属键（电子气理论

4、,1.定义,金属离子与自由电子通过金属键作用形成的单质晶体,金属晶体,4.金属晶体结构特点： （1）在晶体中，不存在单个分子 （2）金属阳离子被自由电子所包围,一.金属键,金属晶体共同的物理性质： 导电性、导热性、延展性 , 有金属光泽,一.金属键,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,水溶液或熔融状态下,自由移动的离子,自由电子,比较离子晶体、金属晶体导电的区别,1、金属晶体结构与金属导电性的关系,晶体状态,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，

5、那个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,金属晶体共同的物理性质,一.金属键,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。 当金属受到一定的外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在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

6、。因此，金属都有良好的延展性,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,3、金属晶体结构与金属延展性的关系,金属晶体共同的物理性质,一.金属键,4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色,当光线投射到金属表面时，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,金属晶体共同的物理性质,一.金属键,金属晶体熔点

7、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，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。但金属性越弱 如：K Na Mg Al,一.金属键,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,一.金属键,课后阅读材料 1超导体一类急待开发的材料 一般说来，金属是电的良好导体(汞的

8、很差)。1911年荷兰物理学家H昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约4 K(即269、)时汞的电阻“奇异”般地降为零，表现出超导电性。后又发现还有几种金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做超导体。 2合金：两种和两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，叫做合金，合金属于混合物，对应的固体为金属晶体。合金的特点仍保留金属的化学性质，但物理性质改变很大；熔点比各成份金属的都低；强度、硬度比成分金属大；有的抗腐蚀能力强；导电性比成分金属差,一.金属键,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

9、自由电子间的强烈的相互作用 D.金属原子与自由电子间的强烈的相互作用 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,练习,C,B,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 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,练习,小结：三种

10、晶体类型与性质的比较,只削弱分子间作用力或氢键，不破坏微粒内部的化学键,破坏离子键,相似相溶,难溶于常见溶剂,不溶或与水反应,破坏共价键,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,分子间以范德华力相结合而成的晶体,通过金属键形成的晶体,共价键,范德华力,金属键,原子,分子,金属阳离子和自由电子,很高,很低,差别较大,很大,很小,差别较大,无（硅为半导体,无,导体,金刚石、二氧化硅等,Ar、S等,Au、Fe、Cu等,二.金属晶体的原子堆积模型,金属晶体中的原子可堪称直径相等的实心球体。将等径小球在一平面上排列，有两种排布方式：按左图方式排列，小球周围剩余空隙较大，称为非密置层；按右图

11、方式排列，剩余的空隙最小，称为密置层,平面堆积模型,非密置层（配位数为4,密置层（配位数为6,1.简单立方堆积（Po,空间堆积模型,简单立方堆积,2.钾型（体心立方堆积）（ IA，VB，VIB,空间堆积模型,配位数：8,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,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，形成六方紧密堆积,配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3,3.镁型（六方密

12、堆积,空间堆积模型,六方密堆积,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,空间堆积模型,面心立方,Po (钋,5.下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B.金属元素在化合物中一定显正价 C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D.金属单质的熔点总是高于分子晶体,6.关于A族和A族元素的下列说法中正确的是 A.同一周期中，A族单质的熔点比A族的高 B.浓度都是0.01molL1时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钡的小 C.氧化钠的熔点比氧化镁的高

13、D.加热时碳酸钠比碳酸镁易分解,练习,7.据报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。下图是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子：6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（ ） A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg2B2,B,8.科学家发现的钇钡铜氧化合物在90K具有超导性，若该化合物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是（ ） A、 YBa2Cu3O4 B、YBa2Cu2O5 C、YBa2Cu3O5 D、YBaCu4O4,C,9.有A、B、C三种元素。已知4gA元素的单质与水作用，标况下放出H22.24L

14、，反应中有1.2041023个电子发生转移。B元素可与A形成AB2型的离子化合物，且知A、B的离子具有相同的核外电子排布。元素C的气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物发生非氧化还原反应生成盐，1mol该盐含42个电子。据此填写下列空白： （1）元素符号：A_，B_，C_。 （2）用电子式表示C的气态氢化物的形成过程_；它与B的气态氢化物反应时有_现象发生，生成物的电子式_，它属于_晶体,10.某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率,11.已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相