金属键金属晶体课件

1、专题3 微粒间作用力与物质性质化学3 物质结构与性质第一单元 金属键 金属晶体专题3 微粒间作用力与物质性质化学3 物质结构与性质第学习目标1形成正确的金属晶体概念，并了解金属晶体的晶体模型及金属的共同性质、特点。 2理解金属晶体的晶体结构与性质的关系。学习重点、难点 学习重点：金属晶体的概念、晶体类型与性质的关系。 学习难点：金属晶体结构模型学习目标1形成正确的金属晶体概念，并了解金属晶体的晶体模型一、金属键与金属特性P28 交流与讨论1、金属单质中金属原子之间是采用怎样的方式结合的呢？ 大多数金属单质有比较高的熔点，说明金属晶体中存在着强烈的相互作用（化学键）；金属具有导电性，说明金属晶体

2、中存在能够自由移动的电子。金属离子与自由电子之间的强烈的相互作用称为金属键。一、金属键与金属特性P28 交流与讨论2、归纳金属的物理性质金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢? 2、归纳金属的物理性质金属共同的物理性质金属晶体的结构与其性解释金属性质金属晶体结构与的关系 1金属导电性与金属晶体结构的关系 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。 解释金属性质金属晶体结构与的关系 1金属导电性与金属2金属晶体结构与金属的导热性的关系

3、 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属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。3金属晶体结构与金属的延展性的关系 金属晶体中由于金属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。2金属晶体结构与金属的导热性的关系 金属晶体的结构与性质的关系导电性导热性延展性自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用.金属离子和自由电子性质微粒金属晶体的结构与性质的关系导电性导热性延展性自由电子在外加电P29 交流与讨论金属键

4、强弱与金属某些性质的关系、1、金属的原子气化热：1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。金属的原子气化热大，金属键就强；金属的原子气化热小，金属键就弱。一般地，金属原子半径小，自由电子多，金属的原子气化热就大，金属键就强。2、金属键强，金属单质的溶沸点就高，硬度也较大。P29 交流与讨论金属键强弱与金属某些性质的关系、1金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ）A.金属离子间的相互作用B金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的强烈的相互作用 D.金属原子与自由电子间的强烈的相互作用 课堂练习C1金属晶体的形成是因为晶体中存在 2金属能导电的原因是（ ）A.金属晶体中金属阳

5、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 B2金属能导电的原因是（ ）B3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 BB组成粒子：作用力：金属阳离子和自由电子金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用 金属键金属晶体：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。课堂小结：组

6、成粒子：金属阳离子和自由电子金属离子和自由电子之间的强烈的资料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-金资料金属之最熔点最低的金属是-汞熔点最高的金属雪花晶体-中国早在汉代就有关于“雪花六出”的记载，正确描绘了该晶体的外形天然矿物规则外形 crystal 丹麦生理学家steno通过研究石英晶体断面于1669年提出晶面交角守恒定律CH3COONa水晶方铅矿 PbS。含铅86.6% 对晶体认识的历史进程(1)雪花晶体-中国早在汉代就有关于

7、“雪花六出”的记载，正确描绘了对晶体认识的历史进程(2)巴尔托林：摔碎冰晶石碎片与原晶体有相同的斜方六面体外形解理性(沿晶面碎裂)法国的Hay于1784和1802年分别提出晶胞学说(晶体是由一些具有多面体形状的分子平行地、无间隙地堆积而成的)和有理指数定律瑞典米希尔里希E.E.Mitscherlich于1818年发现同晶现象(晶体外形与化学组成的关系)对晶体认识的历史进程(2)巴尔托林：摔碎冰晶石碎片与原晶体对晶体认识的历史进程(3)法国Bravais于1855年提出空间点阵学说：14种空间点阵法国Weiss提出旋转对称性1,2,3,4,6;俄国 (伽多林)和德国Hessel分别于1869和1

8、830年证明32种对称型；对晶体认识的历史进程(3)法国Bravais于1855年提出对晶体认识的历史进程(4)俄国 (费多罗夫)、德国Schflies和英国Barlow分别于1890、1891和1894年分别推导230种空间群人在不能观察晶体内部结构而依靠思维建立起几何结晶学对晶体认识的历史进程(4)俄国 (费多罗夫)、对晶体认识的历史进程(5)1895年德国物理学家Rntgen在研究阴极射线引起的荧光现象时，意外的发现了X射线。由此于1901年获得第一个诺贝尔物理学奖(W. C. Rntgen，18451923)对晶体认识的历史进程(5)1895年德国物理学家Rntge1921年，Laue

9、为了解释晶体的X射线衍射图，从一维点阵对X射线的衍射出发，推导出了决定晶体衍射方向的劳厄方程1912 年在Laue思想的指导下，夫里德里希和克尼平(德国)用CuSO45H2O晶体做光栅进行实验，得出了第一张X射线衍射图对晶体认识的历史进程(6)Max von Laue 187919601921年，Laue为了解释晶体的X射线衍射图，从一维点阵对对晶体认识的历史进程(7)1913年，W.L.Bragg用X射线衍射法测定了第一个晶体结构-NaCl晶体结构。1914年，W.H.Bragg提出了衍射强度的定义和测量方法。X射线结构分析的建立，标志着经典晶体学发展成为现代晶体学。William Henr

10、y Bragg(18621942),William Lawrence Bragg(18901971)父子因借助X射线对晶体结构晶体结构进行分析方面的成就荣获1915年诺贝尔物理奖。对晶体认识的历史进程(7)1913年，W.L.Bragg用X对晶体认识的历史进程(8)19061919Groth收集了7350个晶体外形：单斜47%，正交29%，三斜12%，四方4%，三方4%，六方2%，立方2%；费多罗夫1920年提出由外形确定未知晶体的方法对晶体认识的历史进程(8)19061919Groth收集了对晶体认识的历史进程(9)1927年，德国矿物学家H.Goldschmidt总结出了晶体化学定律。19

11、28年Pauling总结出五个关于离子化合物的规则。Linus Carl Pauling (19011994)1954年因将量子力学应用于化学领域，阐明化学键的本质及其应用于复杂物质结构的研究而荣获诺贝尔化学奖。对晶体认识的历史进程(9)1927年，德国矿物学家H.Gol二、金属晶体2、晶胞: 能够反映晶体结构特征的基本重复单位。 因此研究晶体结构只需研究晶胞的结构。1、晶体： 有规则的几何外形的固体二、金属晶体2、晶胞:1、晶体：3、金属晶体的结构在金属晶体在中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。并且是有规律的。金属晶体常见的堆积方式。思考：金属原子应该如何堆积才能最

12、紧密、节约空间？3、金属晶体的结构在金属晶体在中，金属原子如同半径相等的小球4、金属晶体的堆积方式立方堆积体心立方堆积六方堆积面心立方堆积4、金属晶体的堆积方式立方堆积体心立方堆积六方堆积面心立方堆金属晶体的原子堆积模型 （a）非密置层（b）密置层金属晶体的原子堆积模型 （a）非密置层（b）密置 金属晶体的堆积模型 金属原子堆积在一起，形成金属晶体。金属原子最外层价电子脱离核的束缚，在晶体中自由运动，形成“自由电子”，留下的金属正离子都是满壳层电子结构，电子云呈球状分布，所以在金属结构模型中，人们把金属正离子近似为等径圆球。 知识链接 金属晶体的堆积模型 金属原子堆积在一起，形成金属晶体。金

13、等径圆球平铺成最密的一层只有一种形式，即每个球都和六个球相切，如右图，第二层球堆上去，为了保持最密堆积，应放在第一层的空隙上。每个球周围有6个空隙，只可能有3个空隙被第二层球占用，第三层球有2种放法，第一种是每个球正对第一层：若第一层为A，第二层为B，以后的堆积按ABAB重复下去，这样形成的堆积称六方最密堆积。 知识链接 等径圆球平铺成最密的一层只有一种形式，即每个球都和六个 关键是第三层, 对第一、二层来说, 可以有两种最紧密的堆积方式: 第一种是将球对准第一层的球, 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, 配位数 12 (同层 6, 上下各 3)。 另一种是将球

14、对准第一层的 2, 4, 6 位, 不同于 AB 两层的位置,这是 C 层. 第四层再排 A, 于是形成 ABCABC 三层一个周期. 得到面心立方堆积, 配位数 12知识链接 关键是第三层, 对第一、二层来说, 可以有两种最紧密的123456 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 )123456AB， 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。思考：密置层的堆积方式有哪些？123456 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方 下图是此种六方紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球。12345

15、6 于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) 下图是此种六方ABABA 第一种是将球对准 第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。123456123456123456 第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 5、六方堆积（镁型）金属晶体的原子空间堆积模型5、六方堆积（镁型）金属晶体的原子空间堆积模型六方（密）堆积六方（密）堆积6、面心立方堆积（铜型）金属晶体的原子空间堆积模型6、面心立方堆积（铜型）金属晶体的原子空间堆积模型面心立方堆积 BCA面心立方堆积 BCA7、