金属晶体课件1

金属晶体
（第一课时）
金属样品 Ti
一、金属晶体
1、定义： 通过金属阳离子与自由电子之间的较强
作用形成的单质晶体。
2、最小微粒： 金属阳离子与自由电子 3、微粒间的作用关系:
—— 金属键 4、熔化和沸腾时破坏的作用关系
—— 金属键
金属键
1、金属键的成键微粒： ——金属阳离子和自由电子。存在于金属
3.对金属延展性的解释
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
金属晶体受外力作用时，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之后，仍可保 持这种相互作用，因而即使在外力作用下， 发生形变也不断裂，因此，金属有良好的延 展性。
五、决定金属晶体熔沸点高低及硬度大小的因素
资料
金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃]
熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃]
密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3]
密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3]
硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2]
a.简单立方堆积：
非最紧密堆积，空间利用率低（52%） 配位数是 6个 只有金属（Po）采取这种堆积方式
金属原子半径r与正方体边长a的关系：
a
a
a
a
a=2r
b.钾型
----体心立方堆积：
这种堆积晶胞是一个体心立方，
每个晶胞含 2个原子，空间
利用率也不高（68%），属于非
密置层堆积，配位数为 8，
空间利用率：空间被晶格质点占据的百 分数。用来表示紧密堆积的程度。
配位数：在密堆积中，一个原子或离子 周围距离最近且相等的原子或离子的数 目。
2.金属晶体的原子在二维平面的堆积模型
I型
II 型
2
1
3
4
非密置层
配位数为4
2
3
1 6
4 5
密置层 配位数为6
3.金属晶体的原子在三维空间的堆积模型 （1）非密置层在三维空间堆积
4.对金属光泽和颜色的解释
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，所以一般呈黑灰色。
的是（ B ）
A、有分子间作用力结合而成，熔点很低 B、固体或熔融态易导电，熔点较高 C、由共价键结合成网状晶体，熔点很高 D、固体不导电，熔融态也不导电，但溶于 水后能导电
金属晶体
（第二课时）
四、金属晶体的原子堆积模型
1.理论基础： 由于金属键没有方向性，每个金属原
子中的电子分布基本是球对称的，所以 可以把金属晶体看成是由直径相等的圆 球的三维空间堆积而成的。
硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0] 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径：50100 mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： 1001m00m] 最活泼的金属是---------- 铯
最稳定的金属是---------- 金
小结：三种晶体类型与性质的比较
相邻原子之间以共价键 相结合而成具有空间网 状结构的晶体
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
自由电子在 外加电场的 作用下发生 定向移动
自由电子与 金属离子碰 撞传递热量
晶体中各原子 层相对滑动仍 保持相互作用
四、金属晶体的判定
最小微粒 金属阳离子和自由电子 金属晶体 物质类别 固态金属单质及其合金
金属晶体的共性
五、决定金属晶体熔沸点高低及硬度大小的因素
分子间以范德 华力相结合而
成的晶体
通过金属键形成的 晶体
共价键 原子 很高 很大
范德华力
分子 很低 很小
金属键
金属阳离子和自 由电子 差别较大
差别较大
无（硅为半导体）
无
导体
练习
下列说法错误的是（ AB ）
A、镁的硬度大于铝 B、镁的熔沸点低于钙 C、镁的硬度大于钾 D、钙的熔沸点高于钾
练习
下列四中有关性质的描述，可能是金属晶体
单质和合金中。 2、金属键的特征：
——自由电子可以在整块金属中自由移动， 因此金属键没有方向性和饱和性。
3、金属键的本质： ——“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。
二、金属晶体的共性
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
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.对金属导热性的解释
【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。
金属键的强弱 ——金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。
金属阳离子半径越小，所带电荷越多， 金属键越强。
硬度： Na ＜ Mg ＜ Al 熔点： Na ＜ Mg ＜ Al 沸点： Na ＜ Mg ＜ Al
知识要点小结
一、金属晶体 1、定义： 2、最小微粒： 3、微粒间的作用关系: 4、熔化和沸腾时破坏的作用关系 二、金属晶体的共性 三、电子气理论对金属的物理性质的解释 四、金属晶体的判定
堆积原理：
组成晶体的金属原子在没有其他因 素影响时，在空间的排列大都遵循紧 密堆积原理。这是因为金属键没有方 向性，因此都趋向于使金属原子吸引 更多的其他原子分布于周围，并以紧 密堆积方式降低体系的能量，使晶体 变得比较稳定。
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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。
金属为什么具有这些共同性质呢?
三、电子气理论对金属的物理性质的解释 1. 对金属导电性的解释
【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。导电性随温度升高而降低。