晶体结构与性质金属晶体课件PPT教案

1、会计学1晶体结构与性质金属晶体课件晶体结构与性质金属晶体课件第1页/共40页容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。思考与交流思考与交流1：金属为什么具有这些共同性质呢金属为什么具有这些共同性质呢?一、金属共同的物理性质一、金属共同的物理性质二、金属的结构二、金属的结构第2页/共40页组成微粒：组成微粒：作用力：作用力：金属阳离子、自由电子金属阳离子、自由电子金属阳离子和自由电子之间的较强金属阳离子和自由电子之间的较强作用作用 金属键（金属键（电子气理论电子气理论）金属晶体：金属晶体： 通过通过金属键金属键作用形成的单质晶体。作用形成的单质晶体。金属键强

2、弱判断金属键强弱判断: 阳离子所带电荷多、半径阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点小金属键强，熔沸点高，化学性质稳定。高，化学性质稳定。特征：无方向性特征：无方向性和饱和性和饱和性第3页/共40页【思考与交流思考与交流2】 金属为什么易导电？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自由电子就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所以金，因而形成电流，所以金属容易导电。属容易导电。晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体金属晶

3、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晶体状态晶体状态自由移动的离子自由移动的离子自由电子自由电子比较离子晶体、金属晶体导电的区别：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、金属晶体结构与金属导电性的关系第4页/共40页【思考与交流思考与交流3】金属为什么易导热？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。者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运

4、动速度加快，通过碰撞，把能量传由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属阳离子。给金属阳离子。 金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属阳离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子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而，从而使整块金属达到相同的温度。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、金属晶体结构与金属导热性的关系第5页/共40页【思考与交流思考与交流4】金属为什么具有较好的延展性？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原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价

5、键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。而金属晶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。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、金属晶体结构与金属延展性的关系系自由电子自由电子+金属离金属离子子金属原子金属原子+第6页/共40页注意：注意：不同的金属在某些性质方面，如不同的金属在某些性质方面，如密度密度、硬

6、度硬度、熔点熔点等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体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。中原子的排列方式等因素有关。例例1.金属晶体的形成是因为晶体中存在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、金属阳离子间的相互作用B、金属原子间的相互作用、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、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、金属原子与自由电子间的相互作用 例例2金属能导电的原因是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、金属晶体中金属阳离子与自由电

7、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、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、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、金属晶体在外加电场作用下可失去电子 BC第7页/共40页资资料料卡卡片片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-锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活

8、泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金第8页/共40页课后阅读材料课后阅读材料1超导体一类急待开发的材料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）。一般说来，金属是电的良好导体（汞的很差）。1911年荷兰物理学家年荷兰物理学家H昂内斯在研究低温条件下汞的导电性昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约能时，发现当温度降到约4 K(即即269、)时汞的电阻时汞的电阻“奇异奇异”般地降为零，表现出超导电性。后又发现还有般地降为零，表现出超导电性。后又发现还有几种

9、金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做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。超导体。2合金：两种和两种以上的金属（或金属与非金属）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。混合物，对应的固体为金属晶体。合金的特点：合金的特点： 仍保留金属的化学性质，但物理性质仍保留金属的化学性质，但物理性质改变很大；改变很大； 熔点比各成份金属的都低；熔点比各成份金属的都低； 强度、硬强度、硬度比成分金属大；度比成分金属大； 有的抗腐蚀能力强；有的抗腐蚀能力强

10、； 导电性比导电性比成分金属差。成分金属差。第9页/共40页1、下列叙述正确的是、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、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、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、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、分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键化学键 B2、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而、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？卤素单质的熔沸点从上到下却升高？第10页/共

11、40页3、金属能导电的原因是、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、金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作相互作用较弱用较弱 B、金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生、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、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生定向移动 D、金属晶体在外加电场作用下可失去电子、金属晶体在外加电场作用下可失去电子 B第11页/共40页 （a）非密置层）非密置层 （b）密置层）密置层哪种排列方式使圆球周围剩余哪种排列方式使圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？问题

12、探究一问题探究一 配位数为配位数为 4 配位数为配位数为 6第12页/共40页 金属原子在形成晶体金属原子在形成晶体时有几种堆积方式时有几种堆积方式？（三维？（三维空间堆积）空间堆积）问题探究二问题探究二第13页/共40页简单立方堆积简单立方堆积金属钋（金属钋（Po）（1）该种堆积方式的代表是）该种堆积方式的代表是 ；（2）这种堆积方式的晶胞是）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为个原子，配位数为 。（非密置层之间堆积）（非密置层之间堆积）第14页/共40页体心立方堆积体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨等钠、钾、铬、钼、钨等（1）该种堆积方式的代表是）该种堆积方

13、式的代表是 ；（2）这种堆积方式的晶胞是）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为个原子，配位数为 。（非密置层之间堆积）（非密置层之间堆积）第15页/共40页第16页/共40页第17页/共40页123456123456第18页/共40页ABABA123456第19页/共40页123456123456ABABCA123456C第20页/共40页第21页/共40页（1）该种堆积方式的代表是）该种堆积方式的代表是 ；（2）这种堆积方式的晶胞是）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为个原子，配位数为 。镁、锌、钛镁、锌、钛等等（密置层

14、之间堆积）（密置层之间堆积）第22页/共40页面心立方堆积面心立方堆积（密置层之间堆积）（密置层之间堆积）第23页/共40页ABC（1）该种堆积方式的代表是）该种堆积方式的代表是 ；（2）这种堆积方式的晶胞是）这种堆积方式的晶胞是 ，该晶胞一共拥有，该晶胞一共拥有 个原子，配位数为个原子，配位数为 。金、银、铜、铝等金、银、铜、铝等第24页/共40页金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比第25页/共40页第26页/共40页体心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？第27页/共40页第28页/共40页在在A3型堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是型堆积中取出六

15、方晶胞，平行六面体的底是平行四边形，各边长平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：，则平行四边形的面积： 平行六面体的高：平行六面体的高：22360sinaaaSaaah3623622的四面体高边长为第29页/共40页33228236223raaaV晶胞)2(3423个球晶胞中有球rV%05.74%100晶胞球VV第30页/共40页%05.74344:4232333晶胞球球晶胞空间利用率个球晶胞中含解：VVrVraV第31页/共40页addd15. 132ad23第32页/共40页堆积模堆积模型型采纳这种堆积的采纳这种堆积的典型代表典型代表空间利用率空间利用率配位数配位数晶胞晶胞简单立

16、简单立方方52%6钾型钾型(bcp)K、Na、Fe68%8镁型镁型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12铜型铜型(ccp)Cu, Ag, Au74%12Po (钋钋)第33页/共40页123456123456第34页/共40页ABABA 第一种是将球对准第一层的球第一种是将球对准第一层的球123456于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即，即ABABABAB堆积方式，形成堆积方式，形成六方紧密堆积六方紧密堆积。 第35页/共40页123456123456123456第36页/共40页123456A AB BC CA AA AB BC C面心立方堆积面心立方堆积第37页/共40页1、下列

17、有关金属元素特征的叙述中正确的是、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、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、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、金属元素在不同化合物中的化合价均不同D、金属、金属单质的熔点总是高于分子晶体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、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

18、形成合金的是 （ ）A、铝和硅、铝和硅 B、铝和硫、铝和硫 C、钠与硫、钠与硫 D、钠与硅、钠与硅第38页/共40页2、下列叙述正确的是、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、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、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、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、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、下列叙述正确的是 （ ） A、熔点：钠、熔点：钠镁镁铝铝 B、因为氧化铝是两性氧化物，所以它的熔点较低、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，易溶于乙醚，熔点为、三氯化铝晶体易溶于水，易溶于乙醚，熔点为200左右，左右， 所以它是