金属晶体-lhm

1、 第三节第三节 金属晶体金属晶体板书板书金属样品金属样品金属的通性金属的通性导电、导热、有延展性、有金属光泽等。导电、导热、有延展性、有金属光泽等。问题：问题：构成金属的粒子有哪些，构成金属的粒子有哪些， 作用力是什么？作用力是什么？ 3. 特征：特征：没有方向性和饱和性。没有方向性和饱和性。一、金属键一、金属键：1.1.定义：定义：金属离子金属离子和和自由电子自由电子之间的强烈的之间的强烈的相互作用相互作用 (1)(1)成键粒子：金属阳离子成键粒子：金属阳离子 自由电子自由电子 （2 2）成键性质：静电）成键性质：静电作用作用2. 本质：本质：“电子气理论电子气理论”(自由电子理论自由电子理

2、论)金属原子的价电子形成遍布整个晶体的金属原子的价电子形成遍布整个晶体的“电子气电子气”,被所有原子共用，把所有的原子维系在一起。被所有原子共用，把所有的原子维系在一起。板书板书4、影响金属键强弱的因素：影响金属键强弱的因素：金属阳离子金属阳离子半径越小半径越小，所带，所带电荷数越多电荷数越多，金属键，金属键越强越强板书板书组成粒子：组成粒子： 金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子二二、金属晶体：、金属晶体：1 1、定义：、定义：通过金属键结合形成的晶体。通过金属键结合形成的晶体。作用力：作用力：金属键金属键2 2、结构、结构：4、金属性质与金属键金属性质与金属键关系关系：（1）金属键越强

3、，）金属键越强，熔沸点越高，硬度越大熔沸点越高，硬度越大。（2）金属键的强弱影响金属的金属键的强弱影响金属的物理性质和化学性质物理性质和化学性质板书板书3、常见金属晶体、常见金属晶体 ：金属单质、合金：金属单质、合金【思考【思考1 1】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减，试用金属键理论加以解释。增大而递减，试用金属键理论加以解释。 【思考【思考2 2】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小。度的大小。 同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，原同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，原子（离子）半径依次减弱，

4、则单质中所形成金属子（离子）半径依次减弱，则单质中所形成金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小顺序是：钠镁铝。度的大小顺序是：钠镁铝。同主族元素价电子数相同（阳离子所带电荷数相同主族元素价电子数相同（阳离子所带电荷数相同），从上到下，原子（离子）半径依次增大，同），从上到下，原子（离子）半径依次增大，则单质中所形成金属键依次减弱，故碱金属元素则单质中所形成金属键依次减弱，故碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减的熔沸点随原子序数的增大而递减。 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没

5、有一定方向的，但些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外在外加电场的条件加电场的条件下下自由电子就会发生定向运动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。因而形成电流，所以金属容易导电。导电性随导电性随温度升高而降低温度升高而降低。导电性最强的三中金属是：导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、Al（1）金属导电性）金属导电性5 5、金属性质与电子气理论、金属性质与电子气理论 （2 2）金属的导热性）金属的导热性 自由电子自由电子在运动时在运动时与金属离子碰撞与金属离子碰撞，把，把能量从温度高的部分传到温度低的部分，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。

6、从而使整块金属达到相同的温度。 高温下热运动剧烈，因此电子的定向移高温下热运动剧烈，因此电子的定向移动程度减弱，所以，动程度减弱，所以，随着温度的升高，随着温度的升高，金属的导电性减弱金属的导电性减弱 晶体类型晶体类型电解质电解质金属晶体金属晶体 导电时的状态导电时的状态导电粒子导电粒子导电时发生的变化导电时发生的变化导电能力随温度的变导电能力随温度的变化化水溶液或水溶液或熔融状态下熔融状态下思考：思考：电解质在熔化状态或溶于水能导电，这与电解质在熔化状态或溶于水能导电，这与金属导电的本质是否相同？金属导电的本质是否相同？ 原子晶体受外力作用时，晶体中的各原子原子晶体受外力作用时，晶体中的各原

7、子层就会发生层就会发生相对滑动相对滑动，但不会改变原来的排，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以，所以在各原子层之间发生相对滑动之后，在各原子层之间发生相对滑动之后，金属键金属键未被破坏，未被破坏，仍可保持这种相互作用，因而即仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不断裂，因此，使在外力作用下，发生形变也不断裂，因此，金属有良好的延展性。金属有良好的延展性。（3）金属延展性）金属延展性自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子错位错位+ + +

8、+ + + +(4)、金属光泽和颜色、金属光泽和颜色p由于自由电子可吸收所有频率的光，由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很然后很快释放出各种频率的光快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属，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。的光而呈现较为特殊的颜色。p当金属成当金属成粉末状粉末状时，金属晶体的时，金属晶体的晶面取向杂晶面取向杂乱、晶格排列不规则乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。出去，所以成黑色。

9、【总结】金属晶体的结构与性质的关系总结】金属晶体的结构与性质的关系 导电性导电性导热性导热性延展性延展性金属离金属离子和自子和自由电子由电子自由电子在外自由电子在外加电场的作用加电场的作用下发生下发生定向移定向移动动自由电子与自由电子与金属离子金属离子碰碰撞传递热量撞传递热量晶体中各晶体中各原原子层相对滑子层相对滑动动仍保持相仍保持相互作用互作用板书板书资资料料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是-锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是-锇锇硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-

10、铯铯 最稳定的金属是最稳定的金属是- 金金 延性延性最好的金属是最好的金属是-铂铂展性展性最好的金属是最好的金属是- 金金 三、金属晶体的堆积三、金属晶体的堆积：1、原理：、原理：晶体是由晶体是由直径相等的圆球直径相等的圆球在三维空间堆积而成，在三维空间堆积而成，遵循遵循紧密堆积紧密堆积原原理，理，占有最小的空间，能量更低，更稳定占有最小的空间，能量更低，更稳定。板书板书2.2.几个概念几个概念 紧密堆积：紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽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可能的相互接近，使它们占有最小的空间 配位数：配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的在晶体中与

11、每个微粒紧密相邻的微粒个数微粒个数 空间利用率：空间利用率：空间被微粒占据的体积百分数，空间被微粒占据的体积百分数，用它来表示用它来表示紧密堆积的程度紧密堆积的程度 3 3、二维平面堆积模型、二维平面堆积模型板书板书I I 型型II II 型型3 3、二维堆积模型、二维堆积模型配位数为配位数为4 4配位数为配位数为6 6密置层密置层非密置层非密置层1234123456板书板书 （4）简单立方堆积的空间占有率）简单立方堆积的空间占有率 =52% 球半径为球半径为r 正方体边长为正方体边长为a =2r 1.1.简单立方堆积：例简单立方堆积：例PoPo四、金属晶体的堆积模型四、金属晶体的堆积模型 （

12、4 4）非密置层堆积，空间利用率低（）非密置层堆积，空间利用率低（52%52%）板书板书（4）体心立方堆积的空间占有率）体心立方堆积的空间占有率 =68% 体对角线长为体对角线长为c 面对角线长为面对角线长为b 棱线长为棱线长为a 球半径为球半径为r c2=b2+a2 b2=a2+a2 c=4r (4r)2=3a2金属晶体的原子堆积模金属晶体的原子堆积模型型2.2.体心立方堆积：例碱金属体心立方堆积：例碱金属（4 4）非密置层堆积，空间利用率低（）非密置层堆积，空间利用率低（68%68%）板书板书 123456123456ABABA123456123456123456ABABCA123456C1234563.3.六方最密堆积：例镁、锌六方最密堆积：例镁、锌（3 3）密置层堆积，空间利用率高（）密置层堆积，空间利用率高（74%74%）板书板书1234563.3.面心立方最密堆积：例铜、银面心立方最密堆积：例铜、银（3 3）密置层堆积，空间利用率高（）密置层堆