人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 实用教授课件最新课件

镁型
铜型
镁型
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层每一
个球，于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆 积方式。
镁型-----六方最密堆积
7 1 9
6
5
8 2
3 4
10
11
12
这种堆积晶胞空间利用率高（74%），属于 密置层堆积，配位数为 12 ，许多金属（如Mg、 Zn、Ti等）采取这种堆积方式。
熔化时破坏的作用力：金属键
金属阳离子半径越小，所带 电荷数越多，金属键越强， 熔沸点越高，硬度越大。
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
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
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
金属晶体
金属样品 Ti
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：构成金属的粒
子有哪些？
常温下，绝大多数金属单质和合 金都是金属晶体，但汞除外，因 汞在常温下呈液态。 金属晶体的熔沸点差别较大。
金属晶体： 通过金属键作用形成的单质晶体
铜型
12
6
3
54
12
6
3
54
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
铜型-----面心立方最密堆积
12
6
3
54
这种堆积晶胞空间利用率高（74%），属于 密置层堆积，配位数为12 ，许多金属（如Cu、 Ag、Au等）采取这种堆积方式。
金属单质中不存在单个 分子或原子。
组成粒子： 金属阳离子和自由电子
“有阳离子而无阴离子” 是金属独有的特性。
作用力： 金属离子和自由电子之间的较强作
用—— 金属键
金属键
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。
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。
种堆积方式。
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
54
12
6
3
54
，
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。
（3）镁型和铜型
金属晶体的两种最密堆积方式──镁型和铜型
知识回顾：三种晶体类型与性质的比较
共价键
范德华力
原子
很高 很大
分子 很低 很小
无（硅为半导体） 无
金属键
金属阳离子 和自由电子
差别较大 差别较大
导体
练习
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？
资
金属之最
料
熔点最低的金属是-------- 汞
熔点最高的金属是-------- 钨
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
C B A
堆积方式及性质小结
简单立 简单立方 方堆积Βιβλιοθήκη 体心立方 堆积体心立方
六方最 密堆积
六方
面心立方 最密堆积
面心立方
52％ 68% 74% 74%
6
Po
8
Na、K、Fe
12 Mg、Zn、Ti
12 Cu、Ag、Au
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。
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。
三、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。导电性随温度升高而降低。
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？
4、金属晶体基本构型
（1）.简单立方堆积：
非密置层堆积，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
（2）钾型 ----体心立方堆积：
这种堆积晶胞是一个体心立方，
每个晶胞每个晶胞含 2 个原子，
空间利用率不高（68%），属于非 密置层堆积，配位数为 ，许
多金8属（如Na、K、Fe等）采取这
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。
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、二维堆积
I型
2
1
3
4
非密置层
配位数为4
II 型
2 1
6
3 4
5
密置层 配位数为6
【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，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，金属键 未被破坏，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。