课件：第三章晶体结构与性质第三节金属晶体课件.ppt

Ti,第三节 金属晶体,容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。,思考与交流1：金属为什么具有这些共同性质呢?,一、金属共同的物理性质,二、金属的结构,组成微粒： 作用力：,金属阳离子、自由电子,金属阳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，化学性质稳定。,特征：无方向性和饱和性,【思考与交流2】 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。,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,【思考与交流3】金属为什么易导热？,自由电子在运动时经常与金属阳离子碰撞，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，把能量传给金属阳离子。 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属阳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,【思考与交流4】金属为什么具有较好的延展性？ 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阳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。,3、金属晶体结构与金属延展性的关系,注意：不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点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。,例1.金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ） A、金属阳离子间的相互作用 B、金属原子间的相互作用 C、金属阳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,例2金属能导电的原因是 （ ） A、金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B、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 C、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动 D、金属晶体在外加电场作用下可失去电子,B,C,资料卡片,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,课后阅读材料 1超导体一类急待开发的材料 一般说来，金属是电的良好导体（汞的很差）。1911年荷兰物理学家H昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约4 K(即269、)时汞的电阻“奇异”般地降为零，表现出超导电性。后又发现还有几种金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做超导体。 2合金：两种和两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，叫做合金，合金属于混合物，对应的固体为金属晶体。 合金的特点： 仍保留金属的化学性质，但物理性质改变很大； 熔点比各成份金属的都低； 强度、硬度比成分金属大； 有的抗腐蚀能力强； 导电性比成分金属差。,1、下列叙述正确的是 （ ） A、任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B、原子晶体中只含有共价键 C、离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D、分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键,B,2、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？,3、金属能导电的原因是 （ ） A、金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱 B、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 C、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动 D、金属晶体在外加电场作用下可失去电子,B,（a）非密置层 （b）密置层,哪种排列方式使圆球周围剩余空隙最小？,问题探究一,配位数为 4,配位数为 6,问题探究二,简单立方堆积,金属钋（Po）,（1）该种堆积方式的代表是 ； （2）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为 。,（非密置层之间堆积）,体心立方堆积,钠、钾、铬、钼、钨等,（1）该种堆积方式的代表是 ； （2）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为 。,（非密置层之间堆积）,活动与探究 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,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,1,2,3,4,5,6,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,A,B,A,B,A,（1）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。,2019/8/20,21,可编辑,（2）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。,A,B,A,B,C,A,C,俯视图：,ABAB堆积方式,ABCABC堆积方式,六方紧密堆积,（1）该种堆积方式的代表是 ； （2）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为 。,镁、锌、钛等,（密置层之间堆积）,面心立方堆积,（密置层之间堆积）,（1）该种堆积方式的代表是 ； （2）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为 。,金、银、铜、铝等,金属晶体的四种堆积模型对比,空间利用率的计算,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,简单立方堆积的空间利用率是多少？,体心立方堆积的空间利用率是多少？,A3型最密堆积的空间利用率计算,解：,在A3型堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是 平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积： 平行六面体的高：,A1型堆积方式的空间利用率计算,2.体心立方密堆积（A2）,A2不是最密堆积。每个球有八个最近的配体（处于边长为a的立方体的8个顶点）和6个稍远的配体，分别处于和这个立方体晶胞相邻的六个立方体中心。故其配体数可看成是14，空间利用率为68.02%. 每个球与其8个相近的配体距 与6个稍远的配体距离,Po (钋),六方紧密堆积,A,第一种是将球对准第一层的球,1,2,3,4,5,6,于是每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式，形成六方紧密堆积。,A,面心立方堆积,1、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,2、合金是不同金属或金属与一些非金属熔化状态下形成的一种熔合物，根据下表中提供的不同单质的熔沸点数据，判断可以形成合金的是 （ ）,A、铝和硅 B、铝和硫 C、钠与硫 D、钠与硅,2、下列叙述正确的是 （ ） A、同主族金属的原子半径越大，熔点越高 B、稀有气体的原子序数越大沸点越高 C、晶体中存在离子的一定是离子晶体 D、金属晶体中的自由电子属整个晶体共有,3、下列叙述正确的是 （ ） A、熔点：钠镁铝 B、因为氧化铝是两性氧化物，所以它的熔点较低 C、三氯化铝晶体易溶于水，易溶于乙