金属晶体课件

第三章晶体结构与性质金属晶体123456123456Ti丰富多彩的金属样品

一、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?二、金属的结构组成粒子：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）金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小－金属键强，熔沸点高。【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。晶体类型离子晶体金属晶体导电时的状态导电粒子水溶液或

熔融状态下晶体状态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：三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系1、金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论2】金属为什么易导热？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，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

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。而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。【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？自由电子+金属离子金属原子位错+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

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。【讨论4】金属为什么具有金属光泽和颜色？3、金属晶体的基本堆积模型（1）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。（3）配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数。（2）空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。2、金属原子尽可能地互相接近，尽量占据较小的空间。

——紧密堆积活动与探究1：

平面上金属原子紧密排列的方式

从蓝色盒子里取出：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？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611223344564个小球形成一个四边形空隙，一种空隙。

见“

”。

3个小球形成一个三角形空隙，两种空隙。一种：△见“

”另一种：▽见“

”

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61122334456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？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

简单立方晶胞（1）简单立方堆积Po4、金属晶体的原子堆积模型①配位数：12341234566同层4，上下层各1（2）金属原子半径r与正方体边长a的关系：aaaaa=2r（3）简单立方晶胞平均占有的原子数目：81×8=1简单立方堆积体心立方晶胞（2）体心立方堆积（碱金属）

2、钾型（体心立方堆积）配位数？

晶胞？钾型晶胞的抽取金属晶体的原子在三维空间堆积模型8（IA，VB，VIB）原子数2①配位数：812345678上下层各4（2）金属原子半径r与正方体边长a的关系：aaaa2ab=4rb=3aa=4r3b2a（3）体心立方晶胞平均占有的原子数目：81×8=2+1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AABB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123456123456AB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。俯视图前视图ABABA（3）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。123456（4）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。123456123456ABABCA123456前视图C俯视图：ABAB…堆积方式ABCABC…堆积方式（3）ABAB…堆积方式——六方最密堆积（镁）12345678910111212①配位数：123456同层6，上下层各3②六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：61×12=6+3+21×2金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h的关系：a=2rahh=a632；4、铜型（面心立方最密堆积)BAACCB1ABC铜型面心立方晶胞的抽取BBAC金属晶体的原子在三维空间堆积模型（ⅠBPbPdPt）BCA配位数：空间占有率：每个晶胞含原子数：1274%412345678910111212①配位数：同层6，上下层各3123456②面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：81×8=4+21×6金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：a=4r2aaaaa例2：求面心立方晶胞的空间利用率.解：晶胞边长为a，原子半径为r.由勾股定理：a2+a2=(4r)2a=2.83r每个面心立方晶胞含原子数目：81/8+6½=4=(44/3r3)/a3=(44/3r3)/(2.83r)

3100%=74%阅读课文P76《资料卡片》1.金属晶体的四种堆积模型对比2.混合晶体堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方体心立方六方最密堆积面心立方最密堆积小结1：金属晶体四种堆积模型对比Po(钋)52%6K、Na、Fe68%8Mg、Zn、Ti74%12Cu、Ag、Au74%12小结2：三种晶体类型与性质的比较晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体概念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作用力构成微粒物理性质熔沸点硬度导电性实例金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅

Ar、S等Au、Fe、Cu、钢铁等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）无导体随堂练习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随堂练习2．金属能导电的原因是（）A.金