人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 实用同步课件精品课件PPT

料
熔点最低的金属是-------- 汞
熔点最高的金属是-------- 钨
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
金属晶体Hale Waihona Puke Baidu
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？
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。
“有阳离子而无阴离子” 是金属独有的特性。
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 )
组成粒子： 金属阳离子和自由电子
金属单质中不存在 单个分子或原子。
作用力： 金属离子和自由电子之间的较强作
用—— 金属键
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
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。
范德华力 分子 很低
很小 无
Ar、S等
金属键
金属阳离子和自 由电子
差别较大
差别较大
导体
Au、Fe、Cu、钢 铁等
练习
1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（ A.金属离子间的相互作用
C）
B．金属原子间的相互作用
C.金属离子与自由电子间的相互作用
D.金属原子与自由电子间的相互作用
2.金属能导电的原因是（ B）
练习
下列说法错误的是（ AB ）
A、钠的硬度大于铝 B、镁的熔沸点低于钙 C、钠的硬度大于钾 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，熔融态能导电，但溶于水 后能导电
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型 导电时的状态
离子晶体
水溶液或 熔融状态下
金属晶体
晶体状态
导电粒子 自由移动的离子 自由电子
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？
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。
三、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。
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。
4、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.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱 B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用 下可发生定向移动 C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作
用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
练习
3.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
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
【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，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。
金属键
金属键的成键微粒：金属阳离子和自由电子。存 在于金属单质和合金中。
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。
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。
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
小结：三种晶体类型与性质的比较
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
概念
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
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
作用力
共价键
构成微粒
熔沸点 物 理 硬度 性 质 导电性
原子 很高 很大
无（硅为半导体）
实例
金刚石、二氧化硅、 晶体硅、碳化硅
4、金属晶体基本构型
（1）.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
（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