人教版化学选修三第三章第三节金属晶体精美课件

教学目标1、了解金属的性质和形成原因2、掌握金属键的本质——“电子气理论”3、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质4、掌握金属晶体的四种原子堆积模型第一页第二页，共49页。Ti金属样品第二页第三页，共49页。一、金属共同的物理性质导电、导热、延展性、金属光泽等。思考2：金属为什么具有这些共同性质呢?二、金属的结构问题：构成金属晶体的粒子有哪些？思考1:从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?

第三页第四页，共49页。1.“电子气理论”(自由电子理论)金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的“电子气”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。第四页第五页，共49页。组成粒子：金属阳离子和自由电子2、金属键：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）3、金属晶体：通过金属键结合形成的单质晶体。金属单质和合金都属于金属晶体微粒间作用力：金属键特征：金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的化学键，这种键既没有方向性，也没有饱和性，成键电子可以在金属中自由流动，使金属呈现特有的属性。强弱判断:阳离子所带电荷多（即原子的价电子越多）、半径小，金属键强。第五页第六页，共49页。金属晶体熔、沸点金属原子价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，晶体的熔沸点就越高，反之越低。思考3：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逐渐升高？第六页第七页，共49页。【讨论1】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会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同，导电性最强的三种金属是：Ag、Cu、Al三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系第七页第八页，共49页。晶体类型电解质金属晶体导电时的状态导电粒子导电时发生的变化导电能力随温度的变化水溶液或

熔融状态下晶体或熔融状态自由移动的离子自由电子思考4：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？化学变化物理变化增强减弱第八页第九页，共49页。【讨论2】金属为什么易导热？

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导到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？

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。第九页第十页，共49页。金属的延展性自由电子+金属离子金属原子位错+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++第十页第十一页，共49页。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相互作用D.金属原子与自由电子间的相互作用C练习第十一页第十二页，共49页。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第十二页第十三页，共49页。3、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.分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键B第十三页第十四页，共49页。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--------金第十四页第十五页，共49页。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。第十五页第十六页，共49页。

四、金属晶体的密堆积结构思考：1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？第十六页第十七页，共49页。金属晶体的原子平面堆积模型（a）非密置层

（b）密置层哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？第十七页第十八页，共49页。1、简单立方堆积（Po）金属晶体的原子空间堆积模型1金属晶体的堆积方式──简单立方堆积

第十八页第十九页，共49页。（1）.简单立方堆积：金属晶体基本构型非最紧密堆积，空间利用率低（52%）配位数是

个.只有金属（Po）采取这种堆积方式第十九页第二十页，共49页。2、体心立方堆积（IA，VB，VIB）金属晶体的原子空间堆积模型2金属晶体的堆积方式──钾型

第二十页第二十一页，共49页。钾型----体心立方堆积：第二十一页第二十二页，共49页。这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞每个晶胞含

个原子，空间利用率不高（68%），属于非密置层堆积，配位数为

，许多金属（如Na、K、Fe等）采取这种堆积方式。12345678第二十二页第二十三页，共49页。简单立方堆积钾型体心立方由非密置层一层一层堆积而成第二十三页第二十四页，共49页。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。第二十四页第二十五页，共49页。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。123456

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，上下层各3

)第二十五页第二十六页，共49页。3、镁型第二十六页第二十七页，共49页。六方密堆积第二十七页第二十八页，共49页。镁型（立方紧密堆积）123456789101112这种堆积晶胞空间利用率高（74%），属于最密置层堆集，配位数为

，许多金属（如Mg、Zn、Ti等）采取这种堆积方式。第二十八页第二十九页，共49页。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第二十九页第三十页，共49页。123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC

第四层再排A，形成ABCABC三层一个周期。得到面心立方堆积。

配位数12

。(同层6，上下层各3

)第三十页第三十一页，共49页。4、面心立方:铜型BCA第三十一页第三十二页，共49页。第三十二页第三十三页，共49页。第三十三页第三十四页，共49页。第三十四页第三十五页，共49页。第三十五页第三十六页，共49页。第三十六页第三十七页，共49页。第三十七页第三十八页，共49页。ＡＢＡＣＢＡ镁型铜型金属晶体的两种最密堆积方式第三十八页第三十九页，共49页。2.配位数：每个小球周围距离最近的小球数简单立方堆积：体心立方堆积：六方紧密堆积：面心立方紧密堆积：681212第三十九页第四十页，共49页。堆积方式晶胞类型空间利用率配位数实例面心立方最密堆积堆积方式及性质小结简单立方堆积体心立方密堆积六方最密堆积面心立方六方体心立方简单立方74%74%68%52％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo第四十页第四十一页，共49页。三、金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方钾型(bcp)镁型(hcp)铜型(ccp)阅读课文《资料卡片》，并填写下表第四十一页第四十二页，共49页。金属晶体的四中堆积模型对比第四十二页第四十三页，共49页。石墨是层状结构的混合型晶体

第四十三页第四十四页，共49页。（1）石墨为什么很软？混合型晶体——石墨（2）石墨的熔沸点为什么很高？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。所以，石墨称为混合型晶体。第四十四页第四十五页，共