新课程 金属晶体.ppt

第三节金属晶体,新乡第一中学高二化学备课组,金属样品,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,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,思考2金属为什么具有这些共同性质呢,二、金属的结构,1“电子气理论”自由电子理论金属原子脱落下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,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,4、电子气理论对金属的物理性质的解释,在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”（自由电子），这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同，导电性最强的三中金属是Ag、Cu、Al,⑴金属导电性的解释,水溶液或熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,思考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,“电子气”（自由电子）在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子）能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而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。,⑵金属导热性的解释,当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，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，所以在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。因此，金属都有良好的延展性。,⑶金属延展性的解释,4、熔点和沸点金属的种类很多，熔点和沸点相差很大。一般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,思考钠镁铝三种单质的熔沸点的高低，钠镁铝三种单质的金属性的强弱,三、金属晶体的原子堆积模型,1、几个概念紧密堆积微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间,配位数在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数,空间利用率晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度,二维平面上的两种放置方式－非密置层和密置层,非密置层配位数为４,密置层配位数为６,金属晶体的原子堆积模型,三维空间,1、简单立方堆积Po,2、钾型碱金属,每个晶胞中只有一个原子配位数为6,非密置层型的两种立体堆积方式,第二层堆积在第一层的凹穴中配位数为8，利用率比上一种增大,三维空间,3密置层型的两种立体堆积方式,配位数为12，空间利用率进一步增大，为最紧密堆积,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,,,,三维空间,密置层型的两种立体堆积方式,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,第三层的堆积方式－1,,,,,,,,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3,3、镁型,,,,,,,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。,,,,第三层的堆积方式－2,,,,,,,,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,配位数12。同层6，上下层各3,④面心立方铜型,,A,A,Mg型,Cu型,配位数均为12,A2型钾型体心立方bcp,A3型镁型六方晶胞hcp,A1型铜型面心立方ccp,简单立方钋型,Po钋,石墨晶体结构,知识拓展－石墨,石墨,1、石墨为什么很软2、石墨的熔沸点为什么很高（熔点高于金刚石）,,3、石墨属于哪类晶体为什么,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。,石墨为混合型晶体。,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,