33金属晶体PPT课件

1、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第1页/共34页金属样品金属样品第2页/共34页 一一、金属共同的物理性质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。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金属为什么具有这些共同性质呢? ?二、金属的结构二、金属的结构 问题：构成金属晶体的粒子有哪些？第3页/共34页组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子1.“1.“电子气理论电子气理论”( (自由电子理论自由电子理论) )金属原子脱落来的价电子

2、形成遍布整金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的个晶体的“电子气电子气”, ,被所有原子所共用，被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。从而把所有的原子维系在一起。第4页/共34页2. 2.这种金属原子间由于电子气产这种金属原子间由于电子气产生的作用生的作用.( .(金属键强弱判断金属键强弱判断: :阳离子所带电荷多、阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。半径小金属键强，熔沸点高。3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体第5页/共34页【讨论讨论1 1】 金属为什么易导电金属为什么易导电 ？ 在金属晶体中，存在着许多自由电在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电

3、子的运动是没有一定方子，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向的，但在外加电场的条件下自由电子自由电子就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所，因而形成电流，所以金属容易导电。以金属容易导电。三、金属晶体的结构与金属性质的内在三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系联系第6页/共34页【讨论讨论2 2】金属为什么易导热？金属为什么易导热？ 金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温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度高的部分传到温度低的部分，从，从而使整块金属达到相同的温度。而使整块金属达到相同的温度

4、。第7页/共34页【讨论讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性？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金属晶体中由于金属离子与自由电子间的的相互作用没有方向性相互作用没有方向性，各原子层之间发生，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。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，如不同的金属在某些性质方面，如密度密度、硬硬度度、熔点熔点等又表现出很大差别。这与金属原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。子本身、晶体中原子的

5、排列方式等因素有关。第8页/共34页金属的延展性自由电子+金属离子金属原子位错+第9页/共34页资资料料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是-锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是-锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金第10页/共34页1 1、金属晶体的形成是因为晶体中存在、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ）A.A.金属

6、离子间的相互作用金属离子间的相互作用B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互作用 D.D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用 C练习第11页/共34页2 2金属能导电的原因是金属能导电的原因是（ ）A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱相互作用较弱 B B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下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可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用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

7、动下可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 C第12页/共34页3 3、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（ ）A.A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子有阴离子B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共离子晶体中只含有离子键，不含有共价键价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键不含有其他化学键 B第13页/共34页 4 4、为什么碱金属单质、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，的熔沸点从上到下逐渐降

8、低， 而卤素单质的熔沸点从而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？上到下却升高？第14页/共34页 二 金属晶体的密堆积结构思考：1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？第15页/共34页金属晶体的原子平面堆积模型金属晶体的原子平面堆积模型 （a）非密置层（b）密置层哪种排列方式哪种排列方式圆球周围剩余圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？第16页/共34页 简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型1 1金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积 晶胞的形状是什么？含几个原子？第17页/共34页 体心立方堆积（体心立方堆积（ IA，VB，

9、VIB）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型2 2金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型第18页/共34页三维堆积三维堆积四种方式四种方式 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成第19页/共34页123456 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 )123456AB， 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。第20页/共34页 下图是此种六方紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球。123456 于是

10、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 )第21页/共34页六方密堆积六方密堆积第22页/共34页 第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。123456123456123456第23页/共34页123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 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 ) 第24页/共34页镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式第25页

11、/共34页三、金属晶体的四种堆积模型对比三、金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型堆积模型典型代表典型代表空间利空间利用率用率配位数配位数晶胞晶胞简单立方简单立方钾型钾型( bcp )镁型镁型(hcp)铜型铜型(ccp)阅读课文阅读课文7979资料卡片资料卡片，并填写下表，并填写下表第26页/共34页金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积模型对比第27页/共34页第28页/共34页1 1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是A A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B B金属元素在化合物中一定显正价C C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D D金属单质的熔点总是高于分子晶体能力训练第29

12、页/共34页2 2关于AA族和AA族元素的下列说法中正确的是A A同一周期中，AA族单质的熔点比AA族的高B B浓度都是0.01molL0.01molL1 1时，氢氧化钾溶液的pHpH比氢氧化钡的小C C氧化钠的熔点比氧化镁的高D D加热时碳酸钠比碳酸镁易分解第30页/共34页3 3有A A、B B、C C三种元素。已知4gA4gA元素的单质与水作用，标况下放出H H2 22.24L2.24L，反应中有1.2041.20410102323个电子发生转移。B B元素可与A A形成ABAB2 2型的离子化合物，且知A A、B B的离子具有相同的核外电子排布。元素C C的气态氢化物可与其最高价氧化物

13、的水化物发生非氧化还原反应生成盐，1mol1mol该盐含4242个电子。据此填写下列空白：（1 1）元素符号：A_A_，B_B_，C_C_。 （2 2）用电子式表示C C的气态氢化物的形成过程_；它与B 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。第31页/共34页4 4、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。第32页/共34页5 5、单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答： 金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼熔点熔点(K)沸点沸点(K)硬度