金属键与金属晶体.

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金属 原子外围电子排布
原子半径/pm 原子化热/kJ·mol-1
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
影响金属键强弱的因素
(1)金属元素的原子半径-----成反比 (2)单位体积内自由电子的数目-----成正比
六方紧密堆积
有时也从其中取三分之一,但它不是ຫໍສະໝຸດ Baidu方堆积 的晶胞
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 A,于是
形成 ABC ABC 三层一
A
个周期。 得到面心立方堆
C
积—A1型。
B
通常情况下,金属原子的部分或全部 外围电子受原子核的束缚比较弱,在金 属晶体内部,它们可以从金属原子上 “脱落”下来的价电子,形成自由流动 的电子。这些电子不是专属于某几个特 定的金属离子,是均匀分布于整个晶体 中。
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。
金属晶体
金属原子通过金属键形成的晶体称 为金属晶体。主要有三种晶体类型。
探究活动1 金属原子在平面上紧密放置,可有两种排列方式
非密置层
密致层
金属晶体是金属原子在三维空间按一定的规 律堆积而成的
探究活动2 非密置层排列的金属原子,在空间内向上
紧密堆积的可能的排列。
金属原子的空间堆积方式
简单立方堆积
1. 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
C. 用铂金做首饰
D. 铁易生锈
7. 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 B. Na Mg Al
一般而言:
金属元素的原子半径越小,单位体积内自由电 子数目越大,金属键越强,金属晶体的硬度越大, 熔、沸点越高。
试着根据上面的结论,分析一下元素周期表 中同周期、同主族金属元素的熔、沸点、硬 度的变化情况?
问题解决
1.化学键一般有哪些? 2.构成金属的微粒有哪些? 3.金属硬度、熔沸点高低受到什么影响? 4.金属熔化需要克服什么作用力? 5.哪个物理量来衡量金属键的强弱? 6.原子化热受哪些因素影响?
共性
小结:
金属晶体与性质的关系
导电性
在金属晶体中,存在许多自由电子,自由电子 在外加电场的作用下,自由电子定向运动,因 而形成电流
导热性
由于金属晶体中自由电子运动时与金属离子
碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的 部分,从而使整块金属达到相同的温度
延展性
由于金属晶体中金属键是没有方向性的,各原 子层之间发生相对滑动以后,仍保持金属键的 作用,因而在一定外力作用下,只发生形变而 不断裂
第一单元
金属键 金属晶体
第一课时
金属键与金属特性
金属元素在周期表中的位置及原子结构特征
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?
B
C. Li Be Mg D. Li Na Mg
晶体: 具有规则几何外形的固体
晶体的分类: 原子晶体,分子晶体,离子晶体,金属晶体
晶胞: 能够反映晶体结构特征的基本重复单元。
二、金属晶体
金属晶体
晶胞:从晶体中“截取”出来具有代表性的最小 部分。是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。
晶胞与晶体 砖块与墙 蜂室与蜂巢

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。
第一种是将球对准第一层的球
下图是A3型六方紧
密堆积的前视图
12
A
6
3
54
B
A
于是每两层形成一个周期,
B
即 AB AB 堆积方式,形成六
A
方紧密堆积---A3型。
配位数 12 。 ( 同层 6,上下层各 3 )
阅读课本P33,用金 属键理论作解释
导电性
通常情况下金属晶体内部电子的 运动是自由流动的,但在外加电场的 作用下会定向移动形成电流
导电物质 状态
导电粒子
升温时 导电能力 导电本质
电解质
金属晶体
溶液或熔融液
固态或液态
阴离子和阳离子 自由电子
增强 电解过程
减弱 自由电子的 定向移动
金属的导电性随温度的升高而下降 原因:金属内部主要是金属阳离子和自由电 子,电子可以自由移动,而金属阳离子只能做 很小范围的振动.当温度升高时,阳离子的振 动加剧,对自由电子的定向移动产生了阻碍作 用,故导电能力下降.
(4)金属的熔点的影响因素
部分金属的熔点
金属 熔点/℃
Na
Mg
Al
Cr
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。
影响金属键的强弱的因素是什么呢?
根据下表的数据,请你总结影响金属键的因素 部分金属的原子半径、原子化热和熔点
(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
判断:有阳离子 必须有阴离子吗?
2. 金属的物理性质
具有金属光泽,能导电,导热,具有良好的延 展性,金属的这些共性是有金属晶体中的化学
键和金属原子的堆砌方式所导致的
(1)导电性 (2)导热性 (3)延展性
12
6
3
54
配位数 12 。 ( 同层 6, 上下层各 3 )
A C B A
面心立方紧密堆积的前视图
面心立方堆积
总体结对:角金线属原子面在对三角围线空上间的堆正积六方边式形:
上球相切
球相切
上球相切
边上球均相切
体心立方堆积
探究活动3: 利用小球尝试密致层平面堆积的原子进行空间
紧密堆积的可能的排列。
在一个层中,最紧密的堆积方式,是一个球
与周围 6 个球相切,在中心的周围形成 6 个
凹位,将其算为第一层。
12
6
3
54
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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