金属键与金属晶体(上课课件)
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2024版高中化学选修二金属键与金属晶体ppt课件
使用电器设备时需 注意用电安全，避 免触电事故发生。
04
实验结束后需及时 清理实验现场，保 持实验室整洁卫生。
06
总结回顾与拓展延伸
Chapter
关键知识点总结回顾
金属键的概念与特点
金属原子通过自由电子形成的“电子海”相互 连接，具有导电性、导热性和延展性。
金属晶体的结构与性质
金属晶体中原子排列紧密，具有高度的对称性和各向 同性，物理性质如硬度、熔点等取决于金属键的强弱。
铝晶体
面心立方晶格，每个铝原 子与12个相邻原子形成金 属键。
钠晶体
体心立方晶格，每个钠原 子将最外层的一个电子贡 献给“电子海”，形成金 属键。
与其他类型晶体比较
与离子晶体比较
金属键无方向性、无饱和性，离子键 有方向性、有饱和性；金属晶体导电、 导热性好，离子晶体通常不导电。
与分子晶体比较
金属晶体中原子以紧密堆积方式排列， 分子晶体中分子间距离较大；金属晶 体熔点、沸点较高，分子晶体熔点、 沸点较低。
建筑领域
利用金属的强度和稳定性等性质，可以制作建筑结构材料，如钢筋、铝合金型材等。同时， 金属还可以用于制作建筑装饰材料，如铜雕、铁艺等。
电子行业
利用金属的导电性和导热性等性质，可以制作电子元器件和散热器件，如电路板、电子封装 材料等。此外，金属还可以用于制作电磁屏蔽材料和防静电材料等。
04
常见金属元素及其化合物性质 探讨
实验步骤
使用金相显微镜观察不同金属晶体的 显微结构，记录并比较其晶体结构特 点。
实验结果与讨论
分析不同金属晶体结构的异同点，探 讨金属键对晶体结构的影响及晶体结 构对金属性质的影响。
实验三：制备和表征合金材料
实验目的
04
实验结束后需及时 清理实验现场，保 持实验室整洁卫生。
06
总结回顾与拓展延伸
Chapter
关键知识点总结回顾
金属键的概念与特点
金属原子通过自由电子形成的“电子海”相互 连接，具有导电性、导热性和延展性。
金属晶体的结构与性质
金属晶体中原子排列紧密，具有高度的对称性和各向 同性，物理性质如硬度、熔点等取决于金属键的强弱。
铝晶体
面心立方晶格，每个铝原 子与12个相邻原子形成金 属键。
钠晶体
体心立方晶格，每个钠原 子将最外层的一个电子贡 献给“电子海”，形成金 属键。
与其他类型晶体比较
与离子晶体比较
金属键无方向性、无饱和性，离子键 有方向性、有饱和性；金属晶体导电、 导热性好，离子晶体通常不导电。
与分子晶体比较
金属晶体中原子以紧密堆积方式排列， 分子晶体中分子间距离较大；金属晶 体熔点、沸点较高，分子晶体熔点、 沸点较低。
建筑领域
利用金属的强度和稳定性等性质，可以制作建筑结构材料，如钢筋、铝合金型材等。同时， 金属还可以用于制作建筑装饰材料，如铜雕、铁艺等。
电子行业
利用金属的导电性和导热性等性质，可以制作电子元器件和散热器件，如电路板、电子封装 材料等。此外，金属还可以用于制作电磁屏蔽材料和防静电材料等。
04
常见金属元素及其化合物性质 探讨
实验步骤
使用金相显微镜观察不同金属晶体的 显微结构，记录并比较其晶体结构特 点。
实验结果与讨论
分析不同金属晶体结构的异同点，探 讨金属键对晶体结构的影响及晶体结 构对金属性质的影响。
实验三：制备和表征合金材料
实验目的
金属键金属晶体课件
金属键与金属晶体课件一、金属键概述金属键是金属元素之间的化学键，它是金属晶体的基本结构特征。
金属键不同于离子键和共价键，其特点在于电子的自由运动。
在金属晶体中，金属原子通过金属键相互连接，形成具有特定几何形状的晶体结构。
二、金属键的特性1.电子的自由运动：金属键中，金属原子的外层电子脱离原子核的束缚，形成自由电子。
这些自由电子在整个金属晶体中自由运动，为金属提供了良好的导电性和导热性。
2.金属键的强度：金属键的强度较大，金属晶体具有较高的熔点和沸点。
金属键还具有较好的延展性，使金属在外力作用下能够发生塑性变形。
3.金属键的饱和性：金属键具有饱和性，即一个金属原子所能提供的空位数量有限。
当金属原子之间的距离过远时，金属键将断裂，金属晶体将发生断裂。
4.金属键的方向性：金属键具有一定的方向性，使金属晶体具有特定的几何形状。
金属原子的排列方式决定了金属晶体的晶体结构。
三、金属晶体的结构1.金属晶体的类型：根据金属原子排列方式的不同，金属晶体可分为面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方最密堆积（HCP）等类型。
2.金属晶体的晶面和晶向：金属晶体中的晶面和晶向是描述晶体结构的重要参数。
晶面指数（hkl）和晶向指数[uvw]分别表示晶面和晶向在晶体坐标系中的取向。
3.金属晶体的缺陷：金属晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
这些缺陷对金属的物理和化学性质具有重要影响。
四、金属键的应用1.金属材料的制备：金属键是金属材料制备的基础。
通过控制金属原子之间的金属键，可以制备出具有不同性能的金属材料。
2.金属材料的性能优化：通过调控金属晶体中的缺陷，可以优化金属材料的性能，如提高强度、硬度、耐磨性等。
3.金属材料的表面处理：金属材料的表面处理技术，如电镀、喷涂等，基于金属键的作用原理，旨在提高材料的耐腐蚀性、装饰性和功能性。
4.金属基复合材料：金属基复合材料是将金属与其他材料（如陶瓷、塑料等）复合而成的新型材料。
金属键与金属晶体课件高二化学人教版选择性必修2
熔沸点： Li>Na>K 硬度： Li>Na>K
元素 熔点/℃ 沸点/℃
3Li(锂) 180.5 1347
11Na(钠) 97.72 883
19K(钾) 63.65 774
37Rb(铷) 38.89 688
55Cs(铯) 28.84 678.4
③合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低，硬度比各成分大
金属键与金属晶体
01 金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质 ➢ 金属光泽 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线 照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属 不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可 见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
4.电子气理论解释金属的物理性质
➢ 延展性 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，而且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，所以金属有良好的延展性。
外力
+ +++++ + + +++++ +++ ++ + +++ ++ +++++++ +
错位
金箔
金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质 ➢ 导热性 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，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， 把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温 度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
元素 熔点/℃ 沸点/℃
3Li(锂) 180.5 1347
11Na(钠) 97.72 883
19K(钾) 63.65 774
37Rb(铷) 38.89 688
55Cs(铯) 28.84 678.4
③合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低，硬度比各成分大
金属键与金属晶体
01 金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质 ➢ 金属光泽 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线 照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属 不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可 见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
4.电子气理论解释金属的物理性质
➢ 延展性 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，而且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，所以金属有良好的延展性。
外力
+ +++++ + + +++++ +++ ++ + +++ ++ +++++++ +
错位
金箔
金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质 ➢ 导热性 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，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， 把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温 度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
选修三专题3《金属键金属晶体》ppt课件
原子半径的减小使得金属原子间的距离缩短，相互作用 力增强，金属键强度增大。 原子半径的变化对金属键强度的影响程度因金属种类而 异。
电负性对金属键稳定性影响
01
电负性越大，金属原子间的电子云重叠程度越小， 金属键越稳定。
02
电负性的增加使得金属原子对外层电子的束缚力增 强，有利于形成稳定的金属键。
03
无方向性
金属键没有固定的方向，金属原子可以在空间任意排列。
无饱和性
金属原子可以不断吸收自由电子，形成更多的金属键。
强度与金属半径和电荷有关
金属半径越小，电荷越高，金属键越强。
金属晶体结构类型
简单立方结构
01
每个金属原子都与相邻的6个金属原子形成金属键，空间利用率
较低。
体心立方结构
02
晶胞中心有一个金属原子，8个顶角各有一个金属原子，空间利
能带理论的基本思想
将金属中的自由电子视为在周期性势场中运动的粒子，通过求解薛 定谔方程得到电子的能级分布。
能带的形成
由于金属原子实的周期性排列，电子的波函数相互交叠，形成连续 的能带。
能带理论对金属性质的解释
金属的导电性源于价带中的电子在外电场作用下可以定向移动形成 电流。
实验方法及结果分析
实验方法
04
常见金属晶体结构解析
Chapter
简单立方结构
01
结构特点
每个晶胞只含有一个原子，原子位 于晶胞的体心。
配位数
6。
03
02
原子堆积方式
简单立方堆积。
典型金属
钋（Po）。
04
面心立方结构
结构特点
每个晶胞含有4个原子， 原子位于晶胞的8个顶点 和6个面心。
电负性对金属键稳定性影响
01
电负性越大，金属原子间的电子云重叠程度越小， 金属键越稳定。
02
电负性的增加使得金属原子对外层电子的束缚力增 强，有利于形成稳定的金属键。
03
无方向性
金属键没有固定的方向，金属原子可以在空间任意排列。
无饱和性
金属原子可以不断吸收自由电子，形成更多的金属键。
强度与金属半径和电荷有关
金属半径越小，电荷越高，金属键越强。
金属晶体结构类型
简单立方结构
01
每个金属原子都与相邻的6个金属原子形成金属键，空间利用率
较低。
体心立方结构
02
晶胞中心有一个金属原子，8个顶角各有一个金属原子，空间利
能带理论的基本思想
将金属中的自由电子视为在周期性势场中运动的粒子，通过求解薛 定谔方程得到电子的能级分布。
能带的形成
由于金属原子实的周期性排列，电子的波函数相互交叠，形成连续 的能带。
能带理论对金属性质的解释
金属的导电性源于价带中的电子在外电场作用下可以定向移动形成 电流。
实验方法及结果分析
实验方法
04
常见金属晶体结构解析
Chapter
简单立方结构
01
结构特点
每个晶胞只含有一个原子，原子位 于晶胞的体心。
配位数
6。
03
02
原子堆积方式
简单立方堆积。
典型金属
钋（Po）。
04
面心立方结构
结构特点
每个晶胞含有4个原子， 原子位于晶胞的8个顶点 和6个面心。
高中化学 3.1.1《金属键与金属晶体》 苏教版选修3
菱锰矿 ppt课件
总结
• 金属键的概念 • 运用金属键的知识解释金属的物理
性质的共性和个性 • 影响金属键强弱的因素
ppt课件
练习
B 1.下列有关金属键的叙述错误的是 ( )
A. 金属键没有方向性
B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在
的强烈的静电吸引作用
C. 金属键中的电子属于整块金属
D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键
有关
ppt课件
B 2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是
A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性 B. 金属元素在化合物中一定显正化合价 C. 金属元素在不同化合物中化合价均不相同 D. 金属元素的单质在常温下均为晶体
ppt课件
3. 金属的下列性质与金属键无关的是( C)
A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性 D. 金属具有延展性
ppt课件
（4）金属的熔点
部分金属的熔点
金属
Na
Mg Al
Cr
熔点/℃
97.5 650 660 1900
为什么金属晶体熔点差距如此巨大？
结论：
金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属 的熔点高低与金属键的强弱有关。
影响金属键的强弱ppt课的件 因素是什么呢？
金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱又 可以用原子化热来衡量。原子化热是指1mol金属固体完 全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
大家都知道晶体有固定的几何外形、有固 定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范 德华力结合在一起，金刚石等都是原子晶体， 靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝 等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结 合在一起的呢？
金属键金属晶体 完整版课件
(2)密置层原子堆积排列有两种情况。在第一层(A层)上堆积第二层(B
层)时，B层原子的中心正好落在A层新形成的其中一类空隙的中心，
使两层紧密接触，在此基础上再堆积第三层(C层)时，一种堆积方式
是C层与A层相同，这样就形成了“ABABAB…六…”方堆积，称为_____
堆积；另一种堆积方式是C层原子的中心正好落在A层原子新形成的
解析 具有金属光泽、熔点较高的晶体不一定是金属晶体， 有些非金属晶体也具有此性质，但金属晶体固态时能导电， 而非金属晶体固态时不导电(石墨除外)。 答案 否 测试该晶体在固态时能否导电
【慎思4】 在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越
小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。
( )。 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
解析 本题为信息给予题，主要考查学生的自学能力、思 维能力和原子结构知识。 根据题目所给予信息：镁和铝的电子层数相同。价电子 Al>Mg，原子半径：Al<Mg，Al的硬度大于镁；镁、钙电 子数相同，但半径Ca>Mg，金属键强弱Mg>Ca，所以B不 正确，用以上比较方法可推出：价电子数Mg>K；原子半 径：Mg<Na<K。所以金属键：Mg>K，硬度：Mg>K，所以 C正确。钙和钾元素位于同一周期，价电子数：Ca>K；原 子半径：K>Ca，金属键：Ca>K；熔点：Ca>K，所以D正确。 答案 AB
由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是
( )。
A．Mg＞Al＞Ca
B．Al＞Na＞Li
C．Al＞Mg＞Ca
D．Mg＞Ba＞Al
金属键金属晶体教学课件
02
金属键的强度和稳定性 取决于金属原子的半径 和电负性。
03
金属键的形成不受方向 原子，形成复杂的金 属晶体结构。
02
金属晶体的介
金属晶体的定 义
01
02
03
金属晶体
由金属原子或金属离子通 过金属键结合形成的晶体。
金属键
金属原子之间通过电子共 享形成的化学键。
金属晶体中金属键的实例
面心立方结构的铜和铝
铜和铝的原子在空间中按照面心立方的规律排列，形成具有高对 称性的晶体结构，其金属键表现出明显的方向性。
体心立方结构的铁和铬
铁和铬的原子按照体心立方的规律排列，其金属键强度较高，晶体 的硬度也较大。
六方密排结构的镁和钛
镁和钛的原子按照六方密排的规律排列，其晶体结构相对较为紧密， 金属键的强度也较高。
05
金属金属晶体的未来
新材料的研 发
高性能金属材料
01
研发具有优异力学性能、耐腐蚀性和高温稳定性的金属材料，
以满足航空航天、能源、化工等领域的需求。
金属基复合材料
02
通过在金属基体中添加增强相，如陶瓷颗粒或纤维，制备具有
优异综合性能的金属基复合材料。
多功能金属材料
03
开发具有磁、电、热、光等功能的金属材料，用于传感器、电
金属金属晶体教 件
• 金属键的介绍
• 金属键与金属晶体的关系 • 金属键金属晶体的应用 • 金属键金属晶体的未来发展
01
金属的介
金属键的定义
金属键
金属原子之间通过共享价电子形 成的化学键。
金属键的形成
金属原子通过移除部分外层电子成 为正离子，而留下的空位则吸引其 他金属原子的外层电子成为负离子， 从而形成金属键。
金属键金属晶体完整版课件
2．金属特性
特性
解释
在外电场作用下，自由电子在金属内部发生 导电性
____定__向__移__动_____，形成电流 通过__自__由__电__子_____的运动把能量从温度高 导热性
的区域传到温度低的区域
由于金属键无__方__向__性___，在外力作用下，金
延展性 属原子之间发生相对滑动时，各层金属原子
A．铁的熔点比生铁的熔点高 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
【解析】 一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点 低，A正确。r(Mg)<r(Ca)且Mg和Ca的价电子数相同，故熔 沸点：Mg>Ca，B不正确。r(Mg)<r(K)且价电子数： Mg>K，故硬度Mg>K，C正确。r(Ca)<r(K)且价电子数： Ca>K，故熔、沸点：Ca>K，D正确。
【解析】 A：Hg在常温下为液态。C：r(Ca)<r(K)且 价电子数Ca>K，所以金属键Ca>K，故熔、沸点Ca>K。 D：金属的导电性随温度升高而降低。
【答案】 B
晶胞中粒子数目的计算——均摊法
【问题导思】 ①如何分析金属晶体内部的原子在三维空间里呈周期 性有序排列？ ②如何确定一个晶胞中含有的粒子数？
自由电子 键 面心立方和六方 性，有金属光泽
1．金属晶体中有阳离子，无阴离子。 2．主族金属元素原子单位体积内自由电子数多少，可 通过价电子数多少进行比较。
金属中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点 越高，且据研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价 电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是 ()
之间仍保持__金__属__键_____的作用
1．(1)金属中的自由电子来源于金属原子中的哪部分电 子？
《金属键金属晶体》课件
电学性能表征方法及指标
电阻率测定
通过四探针法或双电桥法等测定金属晶体的电阻率，了解其导电 性能。
霍尔效应测试
利用霍尔效应测试仪对金属晶体进行霍尔效应测试，以获取载流子 类型、浓度和迁移率等信息。
介电常数与介电损耗测定
采用阻抗分析仪等仪器测定金属晶体的介电常数和介电损耗，了解 其绝缘性能和介电损耗特性。
激光熔化
利用激光束照射金属涂层 ，使其熔化并与基体形成 冶金结合。
多层堆积
通过多次喷射和熔化过程 ，逐层堆积出所需形状的 复杂零件。
先进连接技术实现材料复合
扩散连接
01
将两个待连接金属表面紧密接触，在高温下施加压力使原子相
互扩散形成连接。
钎焊连接
02
采用比母材熔点低的钎料，通过加热熔化钎料并润湿母材表面
金属原子在晶体中采取紧密堆积的方式排 列，使得原子间的空隙最小化，从而提高 了晶体的密度和稳定性。
等径圆球
配位数高
金属原子在晶体中可视为等径圆球，这使 得金属晶体具有各向同性的物理性质，如 导电性和导热性。
金属原子的配位数通常较高，这意味着每个 金属原子都与多个相邻原子形成金属键，从 而增强了晶体的稳定性和强度。
功能材料领域应用前景
电子电器
金属晶体具有良好的导电性和导热性，可用于制造电子电器产品 中的电极、导线、散热器等部件。
光学器件
金属晶体具有独特的光学性能，可用于制造反射镜、滤光片、偏振 片等光学器件。
生物医学
金属晶体可用于制造医疗器械、植入物等生物医学材料，具有良好 的生物相容性和耐腐蚀性。
新能源领域发展机遇
05
金属晶体应用领域及 发展趋势
结构材料领域应用现状
材料结构金属键和金属晶体共70页PPT
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
材料结构金属键和金属晶体 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
Thank心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
材料结构金属键和金属晶体 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
Thank心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
金属键金属晶体ppt课件.ppt
熔点/℃
Na 3s1 186 108.4 97.5
Mg 3s2 160 146.4 650
Al 3s23p1 143.1 326.4
660
Cr 3d54s1 124.9 397.5 1900
金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱 又可以用原子化热来衡量。
原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的 气态原子时吸收的能量。
⑷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。
a
ρ= m = 4 M/NA V 2 2 d3
解此类题的关键！ 37
已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的边长为 3.6210-10m，每一个铜原子的质量为1.0551025kg ，试回答下列问题：
（1）一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少？
（2）该晶胞的体积是多大？
（3）利用以上结果计算金属铜的密度。
2. 晶胞中微粒数个晶胞共享，处于体心的 金属原子全部属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 (2)面心立方：
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2 个晶胞共有。 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4 (3)六方棱柱：
在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2 个棱柱共有，在体内的微粒全属于该棱柱。 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
(1)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢 性小球外，还应假定 各面对角线上。的三个球两两相切
Na 3s1 186 108.4 97.5
Mg 3s2 160 146.4 650
Al 3s23p1 143.1 326.4
660
Cr 3d54s1 124.9 397.5 1900
金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱 又可以用原子化热来衡量。
原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的 气态原子时吸收的能量。
⑷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。
a
ρ= m = 4 M/NA V 2 2 d3
解此类题的关键！ 37
已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的边长为 3.6210-10m，每一个铜原子的质量为1.0551025kg ，试回答下列问题：
（1）一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少？
（2）该晶胞的体积是多大？
（3）利用以上结果计算金属铜的密度。
2. 晶胞中微粒数个晶胞共享，处于体心的 金属原子全部属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 (2)面心立方：
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2 个晶胞共有。 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4 (3)六方棱柱：
在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2 个棱柱共有，在体内的微粒全属于该棱柱。 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
(1)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢 性小球外，还应假定 各面对角线上。的三个球两两相切
金属键金属晶体课件-2024鲜版
晶体结构测定
相变研究
利用X射线衍射技术，可以研究金属 晶体在不同温度、压力条件下的相变 行为，深入了解金属键与晶体结构之 间的关系。
通过X射线衍射实验，可以测定金属 晶体的晶格常数、原子间距等结构参 数，进而揭示金属键的本质。
2024/3/28
23
电子显微镜在微观形貌观察中作用
1 2
高分辨率成像 电子显微镜利用电子束代替光束进行成像，具有 更高的分辨率，能够观察到金属晶体的微观形貌 和缺陷结构。
2024/3/28
关系总结
金属键是决定金属晶体结构和性质的关键因素。金属键的强度、 稳定性和特性直接影响金属晶体的结构稳定性、物理性质、化 学性质和力学性能。
意义
深入了解金属键与金属晶体的关系有助于理解金属的宏观性质 和行为，为材料科学、冶金工程等领域提供理论支持和实践指 导。此外，这种关系的研究还有助于开发新的金属材料和优化 现有材料的性能。
2024/3/28
20
新型金属功能材料发展趋势
2024/3/28
超导材料 超导材料是指在低温下电阻为零的材料，具有极高的导电 性能。超导材料在电力输送、磁悬浮列车等领域有潜在应 用前景。
形状记忆合金 形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的金属材料，能够 在加热后恢复其原始形状。形状记忆合金在医疗器械、航 空航天等领域有广泛应用。
金属键金属晶体课件
2024/3/28
1
contents
目录
2024/3/28
• 金属键基本概念与特性 • 金属晶体结构与性质 • 金属键与金属晶体关系探讨 • 常见金属晶体材料介绍与应用 • 实验方法与技术手段在金属键、金属晶
体研究中应用 • 总结回顾与拓展延伸
2
高二化学苏教版课件：金属键_ 金属晶体(第1课时)
三、合金
一种金属与另一种或几种金属（或非金属）的融合体。 在科学技术日新月异的今天，各种功能合金更是层出不穷，如防腐性能优异的不 锈钢、储氢材料LaNi5合金、形状记忆合金、高强度的锰钢、高磁性的硅钢、航 空材料钛合金等。
• 思考：金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变化?
金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时,就像在滚珠之间掺入细 小而坚硬的沙土或碎石一样，会使金属的延展性和硬度发生改变。
金属的导热性就是通过自由电子的运动把能量从温 度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达 到同样的温度。
二、金属特性
3
延展性
金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动， 各层金属原子之间仍然保持金属键的作用。
因此，在一定强度的外力作用下，金属 可以发生形变，表现出良好的延展性。
导电粒子 导电时发生的变化
电解质 水溶液或熔融状态下
自由移动的离子 化学变化
金属 晶体状态 自由电子 物理变化
导电能力随温度的变化
增强
减弱
二、金属特性
2
导热性
当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率加快，自由 电子与金属离子（或金属原子）的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离 子（或金属原子）。
或金属阳离子半径的大小 金属元素的原子半径
金属元素的原子半径越小，金属键越强。
单位体积内自由电子的数目
单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。
或金属阳离子所带电荷或价电子数
金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。
• 思考：同周期、同主族的金属的熔、沸点有什么规律？
同周期金属单质，从左到右，熔、沸点依次升高。 如：Na、Mg、Al； 同主族金属单质，从上至下，熔、沸点依次降低。 如碱金属Li、Na、K等； 一般情况下，合金的熔、沸点比各成分金属都低。
《金属键 金属晶体》课件2
用，既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存
在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用。 答案：B
[自学教材· 填要点]
1．存在 合金 都是金属晶体。 金属单质 及其________ 大多数___________
2．组成单元——晶胞 基本重复单位 ，称之为晶胞。 反映晶体结构特征的________________
中各3个球相接触，故每个球与周围12个球相接触，所以它们的
配位数是12.原子的空间利用率最大。
②面心立方最密堆积：将第一密置层记作A，第二层记作B， B层的球对准A层中顶点向上(或向下)的三角形空隙位置；第三 层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时应对准A层中顶点向下 (或向上)的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。以后各层分别
3．金属晶体的常见堆积方式
(1)平面内：
金属原子在平面上(二维空间)放置，可有两种排列方式。
非密置层 ，方式b称___________ 为密置层 。 其中方式a称为_____________
(2)三维空间内：
金属原子在三维空间按一定的规律堆积，有4种基本堆积方式。 堆积方式 简单立方 堆积 _________ 图式 实例
(2)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的
通性。 [答案] (2)C (1)①Po ②Na、K、Fe ③Mg、Zn ④Cu、Au
在金属晶体的4种堆积方式中，面心立方和六方属最密堆
积，简单立方和体心立方不属于最密堆积。
3．金属的下列性质中和金属晶体无关的是
(
)
A．良好的导电性
C．良好的延展性
A．图(a)为非密置层，配位数为6
B．图(b)为密置层，配位数为4
C．图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密
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（1）金属元素的原子半径 （2）单位体积内自由电子的数目 如：同一周期金属原子半径越来越小，单位体 积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬 度越来越大；同一主族金属原子半径越来越 大，单位体积内自由电子数减少，故熔点越 来越低，硬度越来越小。
2. 晶胞中金属原子数目的计算(平均值)
顶点占1/8
棱占1/4
2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是
B
A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性
B. 金属元素在化合物中一定显正化合价
C. 金属元素在不同化合物中化合价均不相同
D. 金属元素的单质在常温下均为晶体
3. 下列生活中的问题，不能用金属键知识 解释的是 （ D） A. 用铁制品做炊具
B. 用金属铝制成导线
一、金属键与金属的物理性质
1.金属键
（1）定义：
金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 （2）形成
成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性
练
A. 金属键没有方向性
习
1.下列有关金属键的叙述错误的是 (
B
)
B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在 的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整块金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键 有关
C. 用铂金做首饰 D. 铁易生锈
4. 金属键的强弱与金属价电子数的多少有关， 价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半 径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属 键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是
A. Li Na K
C. Li Be Mg
B. Na Mg Al
D. Li Na Mg
B
影响金属键强弱的因素
（1）简单立方堆积：，每个晶胞含1个原子，配位 数为6，被称为简单立方堆积。只有金属钋采取这种 堆积方式。
金属晶体的原子空间堆积模式──钾型
（2）体心立方堆积──钾型：这种堆积方式形成的 每个晶胞含2个原子，配位数为8。钾、钠、铁等金属 采用这种堆积方式，简称为钾型。。
5
4
A
配位数 12 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
ABC ABC 形式的堆积， 为什么是面心立方堆积？我们 来加以说明。
C
B
A
面心立方最密堆积分解图
面心立方最密堆积分解图
Ａ
Ｃ Ｂ
Ｂ
Ａ 镁型 六方密堆积
Ａ
铜型
面心立方堆积 金属晶体的两种最密堆积方式
【课堂小结】 简单立方堆积 金属晶体 中原子的 堆积方式 非密置层 密置层 体心立方堆积 六方密堆积 面心立方堆积
面心占1/2
体心占1
三、金属晶体的原子堆积模型 1、金属晶体中原子在二维空间（平面）的二种放置 方式：非密置层和密置层 （1）非密置层（非最紧密排列）：配位数（与一个 原子紧密接触的原子数）为 4 。 （2）密置层（最紧密排列）：配位数为 6 。
2、金属晶体中原子在三维空间的四种放置方式：
• （1）简单立方堆积（Po）
钠晶体的晶胞
如某晶体是右图六棱柱状晶胞， 则晶胞中的原子数是 .
3.合金
(1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属 与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 叫做合金。 (2)特点 ①合金的熔点比其成分中金属低 (低，高， 介于两种成分金属的熔点之间；) ②具有比各成分金属更好的硬度、强度和 机械加工性能。
金属晶体中原子的 堆积方式
简单立方堆积
体心立方堆积
六方堆积
面心立方堆积
钋 型
钾 型
镁 型
铜 型
金属晶体的密堆积结构
四种堆积方式,最常见的堆积为三种.
如;三种常见的立方晶体结构
简单立方堆积 体心立方堆积、面心立方堆积
简单立方
体心立方
面心立方
练
习
1. 右图是钠晶体的晶胞结构， 则晶胞中的原子数是 .
1
3 6 5
2
3 4
6 5 4
A
，
1
2
B
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。
六方密堆积
结晶学中把这种三维密堆叫六方密堆积，
镁型
Ⅳ.
面心立方密堆积
A
第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 这种堆积方式可划分出面心 立方晶胞。
C
B A
1 6
2 3 C B
三维堆积－由非密置层堆积的两种方式
简 单 立 方 堆 积 钾型 体心 立方
Po
由 非 密 置 层 一 层 一 层 堆 积 而 成
金属晶体的最密置层堆积方式
三维堆积－由最密置层堆积的两种方式
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 )
2. 晶胞中金属原子数目的计算(平均值)
顶点占1/8
棱占1/4
2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是
B
A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性
B. 金属元素在化合物中一定显正化合价
C. 金属元素在不同化合物中化合价均不相同
D. 金属元素的单质在常温下均为晶体
3. 下列生活中的问题，不能用金属键知识 解释的是 （ D） A. 用铁制品做炊具
B. 用金属铝制成导线
一、金属键与金属的物理性质
1.金属键
（1）定义：
金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 （2）形成
成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性
练
A. 金属键没有方向性
习
1.下列有关金属键的叙述错误的是 (
B
)
B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在 的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整块金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键 有关
C. 用铂金做首饰 D. 铁易生锈
4. 金属键的强弱与金属价电子数的多少有关， 价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半 径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属 键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是
A. Li Na K
C. Li Be Mg
B. Na Mg Al
D. Li Na Mg
B
影响金属键强弱的因素
（1）简单立方堆积：，每个晶胞含1个原子，配位 数为6，被称为简单立方堆积。只有金属钋采取这种 堆积方式。
金属晶体的原子空间堆积模式──钾型
（2）体心立方堆积──钾型：这种堆积方式形成的 每个晶胞含2个原子，配位数为8。钾、钠、铁等金属 采用这种堆积方式，简称为钾型。。
5
4
A
配位数 12 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 此种立方紧密堆积的前视图
ABC ABC 形式的堆积， 为什么是面心立方堆积？我们 来加以说明。
C
B
A
面心立方最密堆积分解图
面心立方最密堆积分解图
Ａ
Ｃ Ｂ
Ｂ
Ａ 镁型 六方密堆积
Ａ
铜型
面心立方堆积 金属晶体的两种最密堆积方式
【课堂小结】 简单立方堆积 金属晶体 中原子的 堆积方式 非密置层 密置层 体心立方堆积 六方密堆积 面心立方堆积
面心占1/2
体心占1
三、金属晶体的原子堆积模型 1、金属晶体中原子在二维空间（平面）的二种放置 方式：非密置层和密置层 （1）非密置层（非最紧密排列）：配位数（与一个 原子紧密接触的原子数）为 4 。 （2）密置层（最紧密排列）：配位数为 6 。
2、金属晶体中原子在三维空间的四种放置方式：
• （1）简单立方堆积（Po）
钠晶体的晶胞
如某晶体是右图六棱柱状晶胞， 则晶胞中的原子数是 .
3.合金
(1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属 与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 叫做合金。 (2)特点 ①合金的熔点比其成分中金属低 (低，高， 介于两种成分金属的熔点之间；) ②具有比各成分金属更好的硬度、强度和 机械加工性能。
金属晶体中原子的 堆积方式
简单立方堆积
体心立方堆积
六方堆积
面心立方堆积
钋 型
钾 型
镁 型
铜 型
金属晶体的密堆积结构
四种堆积方式,最常见的堆积为三种.
如;三种常见的立方晶体结构
简单立方堆积 体心立方堆积、面心立方堆积
简单立方
体心立方
面心立方
练
习
1. 右图是钠晶体的晶胞结构， 则晶胞中的原子数是 .
1
3 6 5
2
3 4
6 5 4
A
，
1
2
B
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。
六方密堆积
结晶学中把这种三维密堆叫六方密堆积，
镁型
Ⅳ.
面心立方密堆积
A
第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 这种堆积方式可划分出面心 立方晶胞。
C
B A
1 6
2 3 C B
三维堆积－由非密置层堆积的两种方式
简 单 立 方 堆 积 钾型 体心 立方
Po
由 非 密 置 层 一 层 一 层 堆 积 而 成
金属晶体的最密置层堆积方式
三维堆积－由最密置层堆积的两种方式
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 )