金属晶体4.ppt

3.3金属晶体,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,Ti,金属样品,一、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,组成粒子,金属阳离子和自由电子,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。,,2.金属键,金属键强弱判断,3、金属晶体通过金属键作用形成的单质晶体,阳离子所带电荷多、半径小－金属键强，熔沸点高。,在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用,【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就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。,三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系,【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。,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。,金属的延展性,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,展性最好的金属是--------,金,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,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,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.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,B,4、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,二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,金属晶体的原子平面堆积模型,（b）密置层,哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小,（a）非密置层,简单立方堆积（Po）,金属晶体的原子空间堆积模型1,晶胞的形状是什么含几个原子,体心立方堆积（IA，VB，VIB）,金属晶体的原子空间堆积模型2,三维堆积－四种方式,,,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,,,,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。,下图是此种六方紧密堆积的前视图,A,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，上下层各3,六方密堆积,,,,,,,,,,,此种立方紧密堆积的前视图,A,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。同层6，上下层各3,ＡＢＡ,ＣＢＡ,镁型,铜型,,金属晶体的两种最密堆积方式,,三、金属晶体的四种堆积模型对比,阅读课文Ｐ79资料卡片，并填写下表,金属晶体的四中堆积模型对比,,石墨是层状结构的混合型晶体,1．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B．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D．金属单质的熔点总是高于分子晶体,能力训练,2．关于ⅠA族和ⅡA族元素的下列说法中正确的是A．同一周期中，ⅠA族单质的熔点比ⅡA族的高B．浓度都是0.01molL－1时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钡的小C．氧化钠的熔点比氧化镁的高D．加热时碳酸钠比碳酸镁易分解,3．有A、B、C三种元素。已知①4gA元素的单质与水作用，标况下放出H22.24L，反应中有1.2041023个电子发生转移。②B元素可与A形成AB2型的离子化合物，且知A、B的离子具有相同的核外电子排布。③元素C的气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物发生非氧化还原反应生成盐，1mol该盐含42个电子。据此填写下列空白（1）元素符号A___________，B___________，C___________。（2）用电子式表示C的气态氢化物的形成过程___________；它与B的气态氢化物反应时有___________现象发生，生成物的电子式___________，它属于___________晶体。,4、单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答,1晶体硼的晶体类型属于_________晶体。2已知晶体硼的基本结构单元是由B原子构成的正二十面体，个其中有20等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由___________个B原子构成，其中BB键间的夹角是_______________。,5、某些金属晶体Cu、Ag、Au的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。,