金属晶体PPT课件

熔点最低的金属：汞（常温时成液态）
熔点很高的金属：钨（3410℃） 铁的熔点：1535 ℃
资
金属之最
料
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
7、电子气理论：金属原子脱落下来的价 电子形成遍布整块金属晶体的“电子 气”，被所有原子共用，从而把所有的 金属原子维系在一起。 电子气理论解释一些金属的物理性质
导电性
导热性
有延展性
有金属光泽
二、金属晶体
1、定义：通过金属键作用形成的单质晶体叫 金属晶体 2、构成微粒：金属阳离子和自由电子
3、微粒间作用：金属键
4、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。
金属晶体的结构与金属性质的内在联系 1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【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。
（3）ABAB…堆积方式
▪ 第三层小球对准第一层的小球。 ▪ 每两层形成一个周期地紧密堆积。
前视图
A
2
1
3
B
6
4
A
5
B
A
（4）ABCABC…堆积方式
▪ 第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。
第三章 晶体结构与性质
2 13 64
5
2 13 64
5
金属样品
一、金属键
1、金属键：金属阳离子和自由电子之间 的强烈的相互作用，叫金属键。 2、成键微粒：金属阳离子和自由电子。 3、存在：金属单质和合金中。 4、金属键的强弱：金属阳离子半径越小， 价电子数越多，金属键越强。 5、金属键的作用：金属键影响金属晶体 的熔沸点和硬度，金属键越强，晶体熔 沸点越高，硬度越大。
▪ 注意：堆积方式的周期性、稳定性
A
A
B
B
三维空间里密置层的 金属原子的堆积方式
（1） ABAB… 堆积方式
（2） ABCABC…
堆积方式
俯视图
2
1
3
6
4
5
2
1
3
6
4
5
AB
▪ 第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。
▪ 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。
（3）配位数：在晶体中与每个微粒紧密 相邻的微粒个数。
2、金属晶体的原子堆积模型
活动与探究1： 平面上金属原子紧密排列的方式
▪ 从蓝色盒子里取出： ▪ 4组乒乓球（3个排成一条直线的）
▪ 将乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面 紧密接触，有哪些排列方式？
二维空间模型
2
1
3
4
配位数为4 非密置层放置
23
1
4
65
配位数为6 密置层放置
活动与探究2 三维空间里非密置层金属原子的堆积方式
▪ 先将两组小球以非密置层的排列方式排列在 一个平面上：
▪ 在其上方再堆积一层非密置层排列的小球， 使相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方 式？
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球的球心
（2） 第二层小球的球心
正对着 第一层小球形成的空穴
三维空间模型
（1）简单立方堆积 Po
简单立方晶胞
▪ ①配位数： 6 同层4，上下层各1
2
1
3
4

▪ ②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
a
a
a
a
a=2r
▪ ③简单立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
=
1
简单立方堆积
（2）体心立方堆积（钾型）（ Na、K、Fe ）
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
水溶液或
熔融状态下 晶体状态
自由移动的离子 自由电子
2、金属晶体结构与金属导热性的关系 【讨论2】金属为什么易导热？
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。
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延展性的关系
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
原子晶体受外力作用时，原子间的位移必 然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型， 无延展性。而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。
延性最好的金属是-------- 铂
展性最好的金属是-------- 金
最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金
三、金属晶体的原子堆积模型
1、概念
（1）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。 （2）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。
金属晶体熔点变化规律
1、金属晶体熔点变化较大，
与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金 属键的强弱有密切关系．
2、一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：
金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，
金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。但金属性越弱
如：K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al Li﹥Na ﹥K ﹥ Rb ﹥Cs
体心立方晶胞
▪ ①配位数： 8 上下层各4
56 87 12 43
▪ ②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
ba
a
2a
a
a
2a
b= 3a b=4r 3a=4r
▪ ③体心立方晶胞平均占有的原子数目：
1 8
×8
+
1=
2
活动与探究3 三维空间里密置层金属原子的堆积方式
▪ 将密置层的小球在一个平面上黏合在一起， 再一层一层地堆积起来（至少堆4层），使 相邻层上的小球紧密接触，有哪些堆积方式？
4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色
▪ 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很 快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属 具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如 铜、金、铯、铅等）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，所以成黑色。