3.3.1金属晶体课件高二化学人教版选择性必修2-1

第三节金属晶体与离子晶体第1课时

金属晶体离子晶体第三章

晶体结构与性质[学习目标]1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒

及微粒间作用，并解释金属的物理性质(重点)。2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质

的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异(重点)。3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质

(重、难点)。引入新课除汞外，金属在常温下都是晶体，金属原子如何紧密地堆积在一起的？铁铜金钛铂汞金属键一、金属键与金属晶体1．金属键(1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。形成原因：金属原子的电离能较低，容易失去电子而形成金属阳离子和自由电子，金属阳离子通过共同吸引自由电子而结合在一起，形成金属键。(2)成键粒子：金属阳离子和自由电子(3实质：金属阳离子和自由电子间的静电作用。(4)特征：没有方向性及饱和性，金属中的电子在整个三维空间内运动，属于整块金属。一、金属键与金属晶体1．金属键(5)影响因素：原子半径、单位体积内自由电子的数目一般而言，r金属原子越小，单位体积内自由电子的数目多，金属键越强。(6)对物质性质的影响：①金属键越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大②金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。如钠熔点较低、硬度较小，而钨熔点最高、铬硬度最大。(1)概念：通过金属键形成的晶体(除汞外)在常温下都是晶体一、金属键与金属晶体2．金属晶体(2)特点①构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子；②在金属晶体中，不存在单个分子；③金属晶体中金属阳离子被自由电子所包围(3)电子气理论：描述金属键本质的最简单理论，表述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起一、金属键与金属晶体2．金属晶体性质延展性导热性导电性颜色怎样理解金属晶体的这些性质？(3)金属晶体的结构与金属性质的内在联系导电性：自由移动的电子在电场的作用下作定向移动，形成电流。一、金属键与金属晶体2．金属晶体电子定向移动通电导电电子运动没有固定方向未通电一、金属键与金属晶体2．金属晶体电解质溶液与金属导电的区别晶体类型电解质金属晶体导电时的状态导电粒子导电时发生的变化导电能力随温度的变化水溶液或熔融状态下晶体状态自由移动的离子自由电子化学变化物理变化增强减弱(3)金属晶体的结构与金属性质的内在联系导热性：自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量交换，进而局部受热，再把能量从温度高的部分传到温度低的部分，最终使得整块金属达到相同的温度。一、金属键与金属晶体2．金属晶体从一点加热加热点低温区高温区(3)金属晶体的结构与金属性质的内在联系延展性：当金属受外力作用，晶体中的各原子层相对滑动，但不改变排列方式，而弥漫在金属原子间的电子气起润滑剂作用。一、金属键与金属晶体2．金属晶体自由电子+金属离子错位++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++(3)金属晶体的结构与金属性质的内在联系一、金属键与金属晶体2．金属晶体颜色：当光投射到金属表面，自由电子吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来,这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽。。而金属在粉末状态时，金属晶体的取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后反射不出去，呈现暗灰色和黑色(1)同周期金属元素形成的单质，从左到右，熔沸点升高（如Na<Mg<Al）一、金属键与金属晶体3．金属晶体熔沸点的变化差别较大(2)同主族金属元素形成的单质，从上到下，熔沸点较低（如碱金属）熔点低的金属晶体：锂、钠、钾、铷（200℃以下）钨——熔点最高(3410℃)(3)合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低（如铝合金<Al）(4)金属晶体熔点差别很大。金属阳离子半径减小，所带电荷增多，则单质中所形成金属键依次增强1.正误判断(1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在(2)金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失(3)金属晶体的构成粒子为金属原子(4)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱(5)金属晶体的熔点一定比分子晶体的高√×××√一、金属键与金属晶体应用体验3.可用“自由电子”与金属离子的碰撞中有能量传递来解释的物理性质是A.金属是热的良导体B.金属是电的良导体C.金属有良好的延展性

D.有金属光泽，不透明√一、金属键与金属晶体2.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√晶体类型共价晶体分子晶体金属晶体概念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共价键原子很大很高无(硅为半导体)分子分子间以范德华力相结合而成的晶体范德华力、氢键很低很小无通过金属键形成的晶体金属键金属阳离子和自由电子差别较大差别较大导体三种晶体类型与性质的比较二、金属晶体的原子堆积模型

由于金属键没有饱和性和方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球型对称的，所以把金属晶体可以看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。空间利用率：

指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。球体积空间利用率=*100%

晶胞体积配位数：

晶体中每个粒子周围距离最近且相等的粒子的数目。-----等径圆球密置列等径圆球非密置层

配位数=4配位数=6等径圆球密置层（1）非密置层堆积方式1、金属原子在一维（直线）方向上的排列方式2、金属原子在二维（平面）方向上的排列方式[Po]配位数：空间利用率：每个晶胞含原子数：6152%代表金属：1、简单立方堆积金属原子半径r与正方体边长a的关系：2r空间利用率=4πr3/3(2r)3=≈52%π6非密置层堆积方式配位数：空间利用率：每个晶胞含原子数：868%22、体心立方堆积-----钾型代表金属：K、Na、Fe金属原子半径r与正方体边长a的关系：空间利用率=2×4πr3/3()3=≈68%π84r/33镁型铜型金属晶体的两种最密堆积方式思考：密置层的堆积方式有哪些？123456第二层可以将球对准1，3，5位，或对准2，4，6位。第三层与第一层一致

123456AB，镁型---123456

每两层形成一个周期ABAB堆积方式形成六方紧密堆积。

六方紧密堆积的前视图ABABA12003.六方最密堆积--镁型配位数：每个晶胞含原子数：空间利用率：代表金属：12（同层6，上、下层各3）2Mg、Zn、Ti74%六方晶胞中，DABO为正四面体，正四面体的高为c/2D六方晶胞中，DABO为正四面体，正四面体的高为c/2a＝b＝2r

DG2＋AG2＝AD2（AD＝a）——平行四边形的高——正四面体的高

——晶胞的高

晶胞中有2个球

D金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h的关系：a=2rahh=a632第二种---铜型。第三层的另一种排列方式将球对准第一层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层123456123456面心立方最密堆积的前视图ABCAABC

第四层再排AABCABC三层一个周期面心立方最密堆积。

BCA配位数：空间占有率：每个晶胞含原子数：1274%4代表金属：Cu、Ag、Au边长为

a面对角线边长为