第三节-金属晶体课件

3-3-1金属键与金属晶体3-3-1金属键与金属晶体1

金属的通性：易导电、导热、有延展性、有金属光泽、不透明金属为什么具有这些共同性质呢?金属的通性：易导电、导热、有延展性、有金属光泽、不透明金属2金属单质中的微粒通过什么作用结合在一起？金属阳离子自由电子金属原子脱落下来的

形成遍布整块晶体的

，被

共用，从而把所有的金属原子维系在一起。电子气理论内容:价电子“电子气”所有原子金属单质中的微粒通过什么作用结合在一起？金属阳离子自由电子金3一、金属键：

与

之间的强烈的相互作用2.定义金属阳离子自由电子3.成键微粒：

金属阳离子自由电子4.实质：

静电作用(静电引力和静电斥力)5.特征：共用方向饱和6.影响因素1.电子气理论金属键越强原子半径越()价电子数越()

多小原子半径和价电子数自由电子被所有金属阳离子

；无

性、

性一、金属键：与之间的4完成下表：金属键离子键成键微粒实质金属阳离子自由电子阴、阳离子静电作用静电作用完成下表：金属键离子键成键微粒实质金属阳离子自由电子阴、5二、金属晶体：1.概念：金属阳离子和

通过

，结合而成的晶体，跟原子晶体一样，是一种

。

2.构成微粒：

3.微粒间作用力:

4.种类：金属晶体包括

和

。

3.物理性质：熔沸点______,硬度_______,导电性_______________

规律：自由电子金属键巨分子金属单质合金小多熔沸点越高，硬度越大金属键越（）原子半径越()价电子数()

强金属键金属阳离子和自由电子差别大差别大固态或熔融态均导电二、金属晶体：自由电子金属键巨分子金属单质合金小多熔沸点越高6练习：试比较下列金属熔点的高低，并解释之⑴Na、Mg、Al⑵Li、Na、K、Rb、CsNa、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增大，所以金属键的强度逐渐增大，金属晶体的熔沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。Na＜Mg＜AlLi＞Na＞K＞Rb＞CsLi、Na、K、Rb、Cs的价电子数相同，但原子半径逐渐增大，所以金属键的强度逐渐减小，金属晶体的熔沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。练习：试比较下列金属熔点的高低，并解释之Na、Mg、Al的原74.用电子气理论解释金属的通性：⑴延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层会发生相对滑动，但各原子层的

不会改变；且由于金属离子与自由电子间的相互作用没有

性，原子层发生相对滑动后仍可保持这种相互作用，所以金属单质都有良好的延展性。形变+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++排列方式方向外力作用下，金属单质中各原子层的排列方式和金属键不变4.用电子气理论解释金属的通性：⑴延展性：形变++++++8在金属晶体中，自由电子的运动没有

性，但在外加电场的条件下自由电子会发生

，形成

，所以金属容易导电。方向定向移动电流外加电场导电物质电解质金属状态导电粒子导电本质任何状态自由移动的阴阳离子自由移动的电子水溶液或熔融状态电解发生化学反应e-定向移动，物理变化⑵导电性：方向定向移动电流外加电场导电物质电解质金属状态导电粒子导电本9自由电子运动时与金属离子发生,引起热交换，从而传递热量。碰撞金属离子和自由电子自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动但金属键仍在导电性导热性延展性⑶导热性：总结：自由电子运动时与金属离子发生,10小结：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无（硅为半导体）固体无导体实例金刚石、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小结：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11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--------金资料金属之最熔点最低的金属是--------汞熔点最高的金属12第三节金属晶体2第三节金属晶体213三、金属晶体的原子堆积模型（一）几个概念紧密堆积：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。

配位数：在晶体中与某一微粒等距离且紧密相邻的微粒的数目。

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。三、金属晶体的原子堆积模型（一）几个概念配位数：在晶体中14（二）二维空间

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（二）二维空间金属晶体中的原子可看成直径相等的小球。15金属原子在二维空间的两种放置方式中，配位数分别为：非密置层________;密置层_______非密置层密置层1234123456配位数：4配位数：6金属原子在二维空间的两种放置方式中，非密置层密置层1234116配位数：6空间利用率：52%（三）三维空间——非密置层①简单立方堆积（Po）相邻非密置层原子的原子核在同一直线上的堆积。为清晰起见，我们使金属原子不想接触，以便更好的观察这种堆积的晶胞。配位数：6空间利用率：52%（三）三维空间——非密置层①简单17简单立方堆积简单立方堆积中一个晶胞的原子个数：8×1/8=1简单立方堆积简单立方堆积中一个晶胞的原子个数：8×1/8=118配位数：8空间利用率：68%2.体心立方堆积—钾型（碱金属）非密置层的另一种堆积方式是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离，每层均照此堆积。配位数：8空间利用率：68%2.体心立方堆积—钾型（碱金属）19体心立方堆积：这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞每个晶胞含

个原子，空间利用率不高（68%），属于非密置层堆积，配位数为

，许多金属（如Na、K、Fe等）采取这种堆积方式。28体心立方堆积：这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞每个晶胞含20体心立方堆积体心立方堆积中一个晶胞的原子个数：1+8×1/8=2体心立方堆积体心立方堆积中一个晶胞的原子个数：1+8×1/821123456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。123456AB，(四）三维空间——密置层123456第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准22123456(四）三维空间——密置层123456方式1：第三层球对准第一层球：每两层形成一个周期，即AB

堆积方式，形成六方最密堆积。六方最密堆积的前视图ABABA123456(四）三维空间——密置层123456方式1：第三231.六方最密堆积——镁型1.六方最密堆积——镁型241200平行六面体六方紧密堆积1200平行六面体六方紧密堆积25六方最密堆积配位数：12空间利用率：74%六方最密堆积配位数：12空间利用率：74%26方式2第三层球对准第一层的2，4，6位123456123456每三层形成一个周期，即ABC

堆积方式，形成面心立方最密堆积。ABCAABC面心立方最密堆积的前视图方式1：第三层球对准第一层球：(四）三维空间——密置层方式2第三层球对准第一层的2，4，6位1234561272.面心立方最密堆积——铜型2.面心立方最密堆积——铜型28配位数：12空间利用率：74%面心立方最密堆积配位数：12空间利用率：74%面心立方最密堆积29面心立方:铜型BCA面心立方:铜型BCA30第三节-金属晶体ppt课件31金属原子的堆积方式二维空间非密置层密置层三维空间三维空间简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积金属原子的堆积方式二维空间非密置层密置层三维空间三维空间简单32堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密堆积堆积方式及性质小结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％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密堆积堆积方式331.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