第三章第三节第1课时金属晶体高二化学人教版选择性必修2课件

第三章

晶体结构与性质

第3节金属晶体与离子晶体第1课时

金属晶体生活中的金属根据金属在周期表中的位置，分析金属元素原子结构特点。金属原子最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子。那么，金属晶体是怎样构成的？金属原子之间存在着怎样的相互作用呢？PART01金属晶体01金属晶体一、金属键1.电子气理论金属原子最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子。金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起。01金属晶体一、金属键2.金属键金属键既没有方向性，也没有饱和性。自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。②特征金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用。①定义01金属晶体一、金属键回顾所学知识，金属有哪些物理通性？金属的物理通性延展性导电性导热性银白色金属光泽(铜紫红色，金是金黄色)常温下是固体(汞是液体)如何应用电子气理论，解释金属的物理通性？01金属晶体一、金属键3.用电子气理论解释金属的物理性质①金属光泽和颜色自由电子可吸收所有频率的光，并很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色光泽。块状的银元宝黑色的银粉某些金属(如铜、金等)由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以呈黑色。01金属晶体一、金属键3.用电子气理论解释金属的物理性质②导电性通常情况下，金属晶体中的自由电子的运动是没有一定方向的。但在外加电场的作用下，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。外加电场01金属晶体一、金属键3.用电子气理论解释金属的物理性质③导热性金属的某一端在受热时，自由电子在热的作用下与金属阳离子频繁碰撞而引起能量的交换，使能量从温度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的温度。01金属晶体一、金属键3.用电子气理论解释金属的物理性质④延展性当金属受到外力作用时，各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。01金属晶体一、金属键3.用电子气理论解释金属的物理性质④延展性当纯金属变为合金后，由于新加入的原子大小与原来的金属原子不同，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大，延展性变差。01金属晶体二、金属晶体1.定义金属阳离子与自由电子通过金属键形成的晶体。金属晶体主要包括金属单质及合金：①金属单质——除锗、灰锡为共价晶体，汞常温下为液体，其余金属单质都属于金属晶体②合金——碳钢、锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜等01金属晶体二、金属晶体钠熔点97.8℃硬度较小钨熔点最高的金属(3410℃)硬度很大铬熔点1907℃硬度最大的金属为什么金属晶体熔点、硬度差距如此巨大？因为金属晶体熔化和断裂需要克服金属键，不同的金属晶体金属键强弱不同。01金属晶体二、金属晶体2.金属键强弱的影响因素金属NaMgAlKRbCr价电子排布3s13s23s23p14s15s13d54s1原子半径/pm186160143.1196248124.9熔点/℃97.565066063.2538.891900观察下表，分析金属键强弱的影响因素有哪些？金属原子价电子数越多，半径越小，金属键越强，金属晶体的熔点越高。01金属晶体二、金属晶体3.金属晶体的物理性质①金属晶体的熔点跨度非常大。②金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。同周期金属元素，随着核电荷数增加，熔、沸点升高，硬度变大，如熔点Al＞Mg＞Na同主族金属元素，随着核电荷数增加，熔、沸点降低，硬度变小，如熔点K＜Na＜Li01金属晶体例1.正误判断(1)金属在常温下都是晶体（

）(2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用（

）(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏（

）(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低（

）(5)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱（

）(6)金属的电导率随温度的升高而降低（

）二、金属晶体××××√√温度越高，自由电子无规则运动越剧烈，金属阳离子和自由电子碰撞越频繁，导电能力越低。01金属晶体二、金属晶体例2.下列各组金属熔点高低顺序正确的是（

）A．Cs>Rb>K B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>SrC01金属晶体三、常见金属晶体的结构思考：金属晶体中，金属原子采用的是密堆积还是非密堆积？由于金属键没有饱和性和方向性，因此金属原子尽可能采取最紧密的堆积方式，使得金属晶体结构最稳定，能量最低。01金属晶体三、常见金属晶体的结构1.简单立方密堆积（钋Po）123456①晶胞内原子数1②配位数601金属晶体三、常见金属晶体的结构2.体心立方密堆积（Li、Na、K、Ba、W、Fe）28①晶胞内原子数②配位数01金属晶体三、常见金属晶体的结构3.面心立方最密堆积（Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt）412①晶胞内原子数②配位数01金属晶体三、常见金属晶体的结构4.六方最密堆积（Mg、Zn、Ti）123456789101112612①晶胞内原子数②配位数01金属晶体三、常见金属晶体的结构例3.铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶胞结构如下图甲、乙所示(acm、b

cm分别为晶胞边长)，下列说法正确的是（

）A.两种铁晶体中均存在金属阳离子和阴离子B.乙晶体晶胞中所含有的铁原子数为14C.甲、乙两种晶胞中铁原子的配位数之比为1∶2D.甲、乙两种铁晶体的密度比为b3:2a3D01金属晶体三、常见金属晶体的结构例4.已知铜原子在晶胞中所处的位置如图(a)所示，若铜原子的半径为1.29×10－10m，请回答下列问题：(1)每个晶胞中包含的铜原