人教版化学选修三第三章第三节 金属晶体
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如： Li﹥Na﹥ K ﹥Rb ﹥Cs K ﹤Na ﹤Mg ﹤Al
6.用电子气理论解释金属晶体的 延展性,导热性,导电性.
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， 因而难以延展成型，无延展性。
金属晶体中,由于金属键没有方向性，各原子层之 间发生相对滑动以后，金属键力基本不变， 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。
第三层的另一种排列方式, 是将球对准第一层的 2，4 ，6 位，不同于 AB 两层的 位置，这是 C 层。
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第四层再排与第一层对应，
A
于是形成 ABC ABC 三层一
个Байду номын сангаас期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
6
3
54
配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 )
A C B A
思考：
（1）石墨为什么很软？
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。
（2）石墨的熔沸点为什么很高？
石墨的熔点为什么高于金刚石？
它们都有很强的C-C共价键。在石 墨中各层均为平面网状结构，碳原
熔点 （℃）
子之间存在很强的共价键（大π键），
C-C键长比金刚石的短，键的强度 大，故其熔点金刚石高。
金属晶体的原子堆积模型
问题1.金属原子在平面上的排列方式
（a）非密置层
（b）密置层
配位数为4
配位数为6
问题2：金属原子在三维空间中有几种堆积方式
金属晶体的原子空间堆积模晶型胞1 的形状是什么？
每个晶胞含几个原
简单立方堆积（Po）
子？
简单立方堆积
空间利用率低52%，代表物钋Po,配位数6
金属晶体的原子空间堆积模型2
导电性.
2.如何用电子气理论解释金属键的本质?
金属原子脱落下来的价电子 形成遍布整块晶体的"电子气" 被所有原子共用.从而把所有 原子维系在一起.
•3你认为构成金属晶体的微粒是什么? 金属阳离子和自由电子
4你认为金属键的强弱的决定因素是什么?
金属键强弱判断:阳离子所带电荷越多、半径 越小,金属键越强. •5.金属晶体的熔沸点和硬度有规律吗? 金属键越强,金属晶体的熔沸点越高,硬度越大
（ 六 方 最镁 密型 堆 积 ）
（ 体 心 立钾 方型 堆 积 ）
（ 面 心 立 方铜 最型 密 堆 积 ）
石 知识拓展－石墨 墨 晶 体 结 构
（1）石墨中C原子以sp2杂化； （2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可 导电； （4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。
石墨 3652 金刚石 3550
（3）石墨属于哪类晶体？
沸点 （℃）
4827 4827
石墨为混合键型晶体。
第三节金属晶体（2）
复习回答下列问题
1.金属晶体中,原子之间以 作用力相互结合? 2.如何用"电子气理论"解释金属键的本质? 3.你认为构成金属晶体的微粒是什么? 4.你认为金属键的强弱的决定因素是什么? 5.金属晶体的熔沸点有规律吗? 6.用电子气理论解释金属晶体的延展性,导热性,
预习课本74页~75页回答下列问题:
1.金属原子在平面上有 列方式. 配位数分别是
和 两种排 和.
2.金属原子在三维空间中有
分别是
;
;
配位数分别是多少?
种堆积模型. ;
.
3你能看出各中模型中原子之间的位置关系吗?
，
AB
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。 第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
12
B
6
3
A
54
B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
金属晶体的原子空间堆积模型3
六方密堆积
六棱柱表示的晶胞
习惯上用平行六面体 表示的晶胞
C B A
配位数：12 空间占有率：74% 每个晶胞含原子数：4
金属晶体的四种堆积模型对比
阅读课文Ｐ76《资料卡片》，并填写下表
堆积模型
典型代 表
空间利用 率
配位数
晶胞
平面 非密置层
简单立方
体心立方 堆积 ( bcp )
平面 密置层
六方最密 堆积(hcp)
面心立方 最密堆积 (ccp)
（ 简 单钋 立 方 ）
金属晶体电子气理论与金属导电性的关系
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。
金属晶体的电子气理论与金属导热性的关系
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。
此种立方紧密堆积的前视图
第四层再排与第一层对应，
于是形成 ABC ABC 三层一
A
个周期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
A
此种立方紧密堆积的前视图
金属晶体的原子空间堆积模型4
面心立方最密堆积 （铜，银，金） 配位数：12 空间利用率：74%
面心立方
C B A
铜型 [面心立方] （ 铜，银，金）
体心立方堆积
非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下 层的金属原子形成的凹穴中
配位数：8 空间占有率：68.% 代表物：钾，钠，铁
思考：密置层的堆积方式有哪些？
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 )
12
6
3
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6.用电子气理论解释金属晶体的 延展性,导热性,导电性.
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， 因而难以延展成型，无延展性。
金属晶体中,由于金属键没有方向性，各原子层之 间发生相对滑动以后，金属键力基本不变， 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。
第三层的另一种排列方式, 是将球对准第一层的 2，4 ，6 位，不同于 AB 两层的 位置，这是 C 层。
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第四层再排与第一层对应，
A
于是形成 ABC ABC 三层一
个Байду номын сангаас期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
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配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 )
A C B A
思考：
（1）石墨为什么很软？
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。
（2）石墨的熔沸点为什么很高？
石墨的熔点为什么高于金刚石？
它们都有很强的C-C共价键。在石 墨中各层均为平面网状结构，碳原
熔点 （℃）
子之间存在很强的共价键（大π键），
C-C键长比金刚石的短，键的强度 大，故其熔点金刚石高。
金属晶体的原子堆积模型
问题1.金属原子在平面上的排列方式
（a）非密置层
（b）密置层
配位数为4
配位数为6
问题2：金属原子在三维空间中有几种堆积方式
金属晶体的原子空间堆积模晶型胞1 的形状是什么？
每个晶胞含几个原
简单立方堆积（Po）
子？
简单立方堆积
空间利用率低52%，代表物钋Po,配位数6
金属晶体的原子空间堆积模型2
导电性.
2.如何用电子气理论解释金属键的本质?
金属原子脱落下来的价电子 形成遍布整块晶体的"电子气" 被所有原子共用.从而把所有 原子维系在一起.
•3你认为构成金属晶体的微粒是什么? 金属阳离子和自由电子
4你认为金属键的强弱的决定因素是什么?
金属键强弱判断:阳离子所带电荷越多、半径 越小,金属键越强. •5.金属晶体的熔沸点和硬度有规律吗? 金属键越强,金属晶体的熔沸点越高,硬度越大
（ 六 方 最镁 密型 堆 积 ）
（ 体 心 立钾 方型 堆 积 ）
（ 面 心 立 方铜 最型 密 堆 积 ）
石 知识拓展－石墨 墨 晶 体 结 构
（1）石墨中C原子以sp2杂化； （2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可 导电； （4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。
石墨 3652 金刚石 3550
（3）石墨属于哪类晶体？
沸点 （℃）
4827 4827
石墨为混合键型晶体。
第三节金属晶体（2）
复习回答下列问题
1.金属晶体中,原子之间以 作用力相互结合? 2.如何用"电子气理论"解释金属键的本质? 3.你认为构成金属晶体的微粒是什么? 4.你认为金属键的强弱的决定因素是什么? 5.金属晶体的熔沸点有规律吗? 6.用电子气理论解释金属晶体的延展性,导热性,
预习课本74页~75页回答下列问题:
1.金属原子在平面上有 列方式. 配位数分别是
和 两种排 和.
2.金属原子在三维空间中有
分别是
;
;
配位数分别是多少?
种堆积模型. ;
.
3你能看出各中模型中原子之间的位置关系吗?
，
AB
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。 第一种是将球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
A
12
B
6
3
A
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B
于是每两层形成一个周期，即
A
AB AB 堆积方式，形成六方紧
密堆积。
金属晶体的原子空间堆积模型3
六方密堆积
六棱柱表示的晶胞
习惯上用平行六面体 表示的晶胞
C B A
配位数：12 空间占有率：74% 每个晶胞含原子数：4
金属晶体的四种堆积模型对比
阅读课文Ｐ76《资料卡片》，并填写下表
堆积模型
典型代 表
空间利用 率
配位数
晶胞
平面 非密置层
简单立方
体心立方 堆积 ( bcp )
平面 密置层
六方最密 堆积(hcp)
面心立方 最密堆积 (ccp)
（ 简 单钋 立 方 ）
金属晶体电子气理论与金属导电性的关系
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。
金属晶体的电子气理论与金属导热性的关系
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。
此种立方紧密堆积的前视图
第四层再排与第一层对应，
于是形成 ABC ABC 三层一
A
个周期。 得到面心立方堆积。
C
B
12
A
6
3
C
54
B
A
此种立方紧密堆积的前视图
金属晶体的原子空间堆积模型4
面心立方最密堆积 （铜，银，金） 配位数：12 空间利用率：74%
面心立方
C B A
铜型 [面心立方] （ 铜，银，金）
体心立方堆积
非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下 层的金属原子形成的凹穴中
配位数：8 空间占有率：68.% 代表物：钾，钠，铁
思考：密置层的堆积方式有哪些？
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 )
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