金属键金属晶体课件-高二下学期化学人教版选择性必修()

新教材新高考§3.1金属键

金属晶体

第一单元

金属键

金属晶体新教材新高考课堂导入新教材新高考1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能利用金属键理论解释金属单质的某些性质。新教材新高考教学目标2.能结合原子半径、原子化热解释、比较金属单质性质的差异。3.能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及粒子之间的相互作用。4.能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析晶胞组成。存在于

和

中。指

与

之间强烈的相互作用。新教材新高考一、金属键没有

性和

性。金属离子自由电子方向金属单质1、概念：2、成键微粒：3、特征：4存在：

和

。金属阳离子自由电子“有阳离子而无阴离子”是金属晶体独有的特性。饱和合金自由电子为整个金属的所有离子所共有新教材新高考金属中的

可以在外加电场的作用下发生定向

，从而形成

。1、物理特性及分析移动自由电子二、金属的物理性质(1)良好的导电性电流运用金属键理论能够较好地解释金属的一些物理性质新教材新高考(2)金属的

导热性(3)良好的

延展性(4)不透明具

有光泽性是

在运动时与金属离子碰撞而引起能量交换，使能量从温度

的区域传到温度

的区域，从而使整块金属达到同样的温度。自由电子高低金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动；各层金属原子之间仍然保持金属键的作用，因此在一定强度的外力作用下，金属可以发生形变。当可见光照射到金属表面时，金属晶体中的自由电子，能够吸收光并重新反射出来，这就使得金属不透明且具有金属光泽。新教材新高考2、金属的原子化热(1)概念：(2)意义：(3)影响因素：是指

mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。1衡量金属键的

。金属的原子化热数值越大，金属键越

。强弱强一般而言，金属元素的原子半径越

，单位体积内自由电子的数目越

，原子化热越大，金属键越强，金属晶体的硬度越

，熔、沸点越

。小多大高单位：kJ/mol新教材新高考【注意】①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；

而铁常温下为固体，熔点很高。反例：钛汞齐高于汞；钨铁合金高于铁钨是熔点最高的金属铬是硬度最大的金属1．下列关于金属单质的叙述正确的是()A．常温下，金属单质都以固体形式存在B．金属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C．固态时能导电是判断金属的标志D．温度越高，金属的导电性越好B

【练习】新教材新高考2．下列有关金属键的叙述错误的是()A．金属键没有饱和性和方向性B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C．金属键中的电子属于整块金属D．金属的导热性与金属键有关B

【练习】新教材新高考3．下列物质中只含有阳离子的物质是()A．氯化钠

B．金刚石C．金属铝

D．氯气4．下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是()A．Mg＞Al＞Ca

B．Al＞Na＞LiC．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞AlC

【练习】新教材新高考C内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现有规则的重复排列，外观具有规则几何外形的固体物质,通常条件下，金属单质及其合金属于晶体。新教材新高考三、金属晶体通过金属阳离子与自由电子之间的强烈的作用而形成的晶体。（1）晶体：（2）晶胞：（3）金属晶体：能够反映晶体结构特征的

。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。基本重复单位1、概念将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔，制备出的特殊金属材料。新教材新高考（1）概念：（2）性能：①合金的硬度一般都比组成它的纯金属

。②多数合金的熔点

组成它的任何一种组分金属。③合金的导电性和导热性一般

任一组分金属。2、金属材料------合金大低于低于新教材新高考3、金属晶体的常见堆积方式(1)金属原子在二维空间中放置的两种方式金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——a：

，b：

(如下图所示)。非密置层密置层1234123456b:密置层a:非密置层

①配位数：晶体中一个原子周围距离相等且最近

的原子的数目②非密置层的配位数=

；密置层的配位数=

；【特别提醒】密置层放置时，平面的利用率比非密

置层的

。46高a.简单立方堆积：将密置层和非密置层按一定的方式在三维空间堆积，就得到了金属晶体的4中基本堆积方式。非密置层的堆积(简单立方堆积和体心立方堆积)，

密置层堆积(包括面心立方堆积和六方堆积)。新教材新高考(2)金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积方式相邻非密置层的原子核在同一直线上配位数：

。6(上下左右前后各一个)b、体心立方堆积新教材新高考配位数：

。8体心为中心，有8个顶点123456ABCAABC

第四层再排A，于是形成ABCABC三层一个周期c、面心立方堆积新教材新高考配位数：

。12同层6，上、下层各3c、面心立方堆积新教材新高考d、六方堆积新教材新高考配位数：

。12同层6，上、下层各3d、六方堆积新教材新高考新教材新高考堆积方式及性质总结非密置层密置层简单立方堆积体心立方堆积面心立方堆积六方堆积堆积方式实例Po(钋)Na、K、Cr、Mo、WPb、Cu、Ag、AuMg、Zn、Ti图示配位数681212空间利用率52%68%74%74%ABCABC……ABAB……新教材新高考四、均摊法分析晶胞的组成均摊法：指在一个晶胞中按比例均摊出该晶胞中的每个粒子，如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于该晶胞。如下图所示的晶胞中不同位置的粒子数的计算：新教材新高考1、长方体和正方体晶胞中不同位置的粒子数的计算(1)(1)位于顶点上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(2)位于面上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(3)位于棱上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(4)位于内部的原子完全属于该晶胞，

粒子属于该晶胞。该立方晶胞中所含A微粒的数目：

；含B微粒的数目：

。(2)(3)(4)82441整个81218×＋6×=4812112×＋1=441新教材新高考2、正六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算(1)(1)位于顶点上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(2)位于面上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(3)位于水平棱上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(4)位于垂直棱上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(5)位于内部的原子完全属于该晶胞，

粒子属于该晶胞。(4)(3)(2)62441整个6121(5)331新教材新高考3、正三棱柱晶胞中粒子数的计算方法(1)(1)位于顶点上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(2)位于面上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(3)位于水平棱上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(4)位于垂直棱上的原子为

个晶胞共享，

粒子属于该晶胞；(5)位于内部的原子完全属于该晶胞，

粒子属于该晶胞。(4)(3)(2)122441整个12121(5)661新教材新高考【问题探究】(1)如图一为铜与金形成的一种有序地金属互化物的晶胞，

该金属互化物的化学式为

。图二图一CuAu(2)一有种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子如图二所示，

其化学式为

。CuAu3Ti14C13分子中的原子与其他分子不共用1．现有甲、乙、丙(如图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是__________，化学式可表示为

，乙晶胞中a与b的个数比是

，化学式可表示为

，丙晶胞中有________个c离子，有

个d离子。

【练习】新教材新高考4:31:144x4:y3a:b2．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是(

)A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，

④为面心立方最密堆积B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个C．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12D．空间利用率的大小关系为①<②<③＝④

【练习】新教材新高考BDa：表示晶胞的棱长；ρ：表示晶体的密度；NA：表示阿伏加德罗常数；n：表示1mol晶胞中晶体的物质的量；M：表示晶体的摩尔质量；a3×ρ×NA表示1mol晶胞的质量；a3×ρ×NA＝n×M。新教材新高考五、晶胞中的有关计算1、立方晶胞中各物理量的关系新教材新高考2、晶胞密度的计算(1)以晶胞为研究对象，运用均摊法或切割法分析每个晶胞中含有的微粒数，计算一个晶胞的质量：m＝

(n：表示晶胞中所含微粒个数；M：表示所含微粒的摩尔质量)(2)结合晶胞中的几何关系，计算一个晶胞的体积，用m＝ρ·V的关系计算。NAnM新教材新高考铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如下图所示，立方体的棱长为acm，NA表示阿伏伽德罗常数的值。其化学式可表示为什么？其密度是多少？

【学以致用】均摊法：求化学式18Fe：8×＋6×=412Mg：8×1=8Mg:Fe=8:4=2:1化学式为：Mg2Fe密度求解：mVρ=4MNAa3=4×(24×2+56)NAa3=416NAa3=(g/cm3)新教材新高考3、原子坐标数的确定(1)原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，用于表示晶胞内部各原子的相对位置。通过原子坐标的确定既能确定晶胞中原子的相对位置，又可以计算各原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。(2)原子坐标确定步骤：①由已知坐标确定晶胞参数值和坐标原点；②由原子在晶胞中的相对位置确定原子与坐标原点的距离；③确定原子在晶胞中的坐标。B的分数坐标为

，C的分数坐标为

，D的分数坐标为

，M的分数坐标为

，N的分数坐标为

。新教材新高考若A的坐标为(0，0，0)DxyzABCMND(1，0，1)(，

，)121212(1，1，0)(1，1，)12(1，1，1)分数坐标新教材新高考4、金属晶胞中原子空间利用率计算空间利用率＝×1