3.3《金屬晶體》第一課時(shí)

1、第三章第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體金屬樣品金屬樣品 一一、金屬鍵金屬鍵來的來的組成粒子：組成粒子：金屬陽離子和自由電子金屬陽離子和自由電子微粒間作用力：微粒間作用力：金屬鍵金屬鍵金屬鍵強(qiáng)弱判斷金屬鍵強(qiáng)弱判斷: :陽離子所帶電荷多、半徑陽離子所帶電荷多、半徑小，金屬鍵強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高，硬度大。小，金屬鍵強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高，硬度大。金屬晶體：金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體常溫下，絕大多數(shù)金屬單質(zhì)和合金都是金屬晶體，但汞除外，因汞在常溫下呈液態(tài)。金屬晶體的熔沸點(diǎn)差別較大。熔化時(shí)破壞的作用力：熔化時(shí)破壞的作用力：金屬鍵金屬鍵練習(xí)下列說法錯(cuò)誤的是（ ）A、

2、鎂的硬度大于鋁B、鎂的熔沸點(diǎn)低于鈣C、鎂的硬度大于鉀D、鈣的熔沸點(diǎn)高于鉀AB練習(xí) 下列四中有關(guān)性質(zhì)的描述，可能是金屬晶體的是（ ） A、有分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)很低 B、固體或熔融態(tài)易導(dǎo)電，熔點(diǎn)較高 C、由共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀晶體，熔點(diǎn)很高 D、固體不導(dǎo)電，熔融態(tài)也不導(dǎo)電，但溶于水后能導(dǎo)電B金屬鍵的成鍵微粒：金屬鍵的成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子。金屬陽離子和自由電子。存在于金屬單質(zhì)和合金中。存在于金屬單質(zhì)和合金中。 金屬鍵的特征：自由電子可以在整塊金屬中自由金屬鍵的特征：自由電子可以在整塊金屬中自由 移動(dòng)，因此移動(dòng)，因此金屬鍵沒有方向性和飽和性。金屬鍵沒有方向性和飽和性。金屬鍵金屬鍵 金屬鍵

3、的本質(zhì)：金屬鍵的本質(zhì)：“電子氣理論電子氣理論”(自由電子理論自由電子理論)金屬原子脫落來的價(jià)電子形成遍布整個(gè)晶體的金屬原子脫落來的價(jià)電子形成遍布整個(gè)晶體的“電子氣電子氣”,被所有原子所共用，從而把所有的原子被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。維系在一起。容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有延展性，有延展性，有金屬光澤等。有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢? ?【討論討論1 1】 金屬為什么易導(dǎo)電？金屬為什么易導(dǎo)電？ 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動(dòng)是沒有一定方向的，但電子的運(yùn)動(dòng)是沒有一定方

4、向的，但在外加電場的條件在外加電場的條件下下自由電子自由電子就會(huì)就會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流，所以，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。導(dǎo)電性隨溫度升高而降低。金屬容易導(dǎo)電。導(dǎo)電性隨溫度升高而降低。晶體類型晶體類型離子晶體離子晶體金屬晶體金屬晶體 導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電粒子水溶液或水溶液或熔融狀態(tài)下熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)晶體狀態(tài)自由移動(dòng)的離子自由移動(dòng)的離子 自由電子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性

5、的關(guān)系【討論討論2 2】金屬為什么易導(dǎo)熱？金屬為什么易導(dǎo)熱？ 自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞，自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子?？?，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。 金屬容易導(dǎo)熱，是由于金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。2、

6、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系【討論討論3 3】金屬為什么具有較好的延展性？金屬為什么具有較好的延展性？ 金屬晶體受外力作用時(shí)，晶體中的各原子金屬晶體受外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉淼呐艑泳蜁?huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉淼呐帕蟹绞?，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)之后，仍可保在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)之后，仍可保持這種相互作用，持這種相互作用，因而即使在外力作用下，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也

7、不斷裂，因此，金屬有良好的延發(fā)生形變也不斷裂，因此，金屬有良好的延展性。展性。3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系金屬的延展性金屬的延展性自由電子自由電子+金屬離子金屬離子金屬原子金屬原子位錯(cuò)位錯(cuò)+ + + + + + +4 4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色顏色 由于由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易

8、吸收較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。 當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的晶面取向晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。射不出去，所以成黑色。小結(jié)：三種晶體類型與性質(zhì)的比較小結(jié)：三種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型晶體類型原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體金屬晶體金屬晶體概念概念作用力作用力構(gòu)成微粒構(gòu)成微粒物物理理性性質(zhì)質(zhì)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)硬度硬度導(dǎo)電性導(dǎo)電性實(shí)例實(shí)例金剛石、二氧化硅、金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅晶體硅、碳化硅 Ar、S等等Au、Fe、Cu、鋼、鋼鐵等鐵等相鄰原

9、子之間以共價(jià)鍵相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體狀結(jié)構(gòu)的晶體共價(jià)鍵共價(jià)鍵原子原子很大很大很高很高無（硅為半導(dǎo)體）無（硅為半導(dǎo)體）分子分子分子間以范德分子間以范德華力相結(jié)合而華力相結(jié)合而成的晶體成的晶體范德華力范德華力很低很低很小很小無無通過金屬鍵形成的通過金屬鍵形成的晶體晶體金屬鍵金屬鍵金屬陽離子和自金屬陽離子和自由電子由電子差別較大差別較大差別較大差別較大導(dǎo)體導(dǎo)體閱讀材料閱讀材料 合金合金 兩種和兩種以上的金屬兩種和兩種以上的金屬( (或金屬與非金屬或金屬與非金屬) )熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金，熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬

10、于混合物，對(duì)應(yīng)的固體為金屬晶體。合金屬于混合物，對(duì)應(yīng)的固體為金屬晶體。 合金的性能：仍保留金屬的化學(xué)性質(zhì)，合金的性能：仍保留金屬的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；熔點(diǎn)比各成份金屬的但物理性質(zhì)改變很大；熔點(diǎn)比各成份金屬的都低；強(qiáng)度、硬度比成分金屬大；有的抗都低；強(qiáng)度、硬度比成分金屬大；有的抗腐蝕能力強(qiáng)；導(dǎo)電性比成分金屬差。腐蝕能力強(qiáng)；導(dǎo)電性比成分金屬差。純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同練習(xí)練習(xí) 金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（ ）A.A.金屬離子間的相互作用金屬離子間的相互作用B.B.金屬原子間的相互作用金屬原子間的相互作用 C.C.金屬離子與自由電子間

11、的相互作用金屬離子與自由電子間的相互作用 D.D.金屬原子與自由電子間的相互作用金屬原子與自由電子間的相互作用 金屬能導(dǎo)電的原因是（金屬能導(dǎo)電的原因是（ ）A.A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的 相互作用較弱相互作用較弱 B B金屬晶體中的自由電子在外加電場作用金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng)下可發(fā)生定向移動(dòng) C C金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng)用下可發(fā)生定向移動(dòng) D D金屬晶體在外加電場作用下可失去電子金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 CB 下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（

12、）A.A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子陰離子B B原子晶體中只含有共價(jià)鍵原子晶體中只含有共價(jià)鍵 C.C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵鍵 D D分子晶體中只存在分子間作用力，不含分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵有其他化學(xué)鍵 為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下逐漸為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下卻升降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下卻升高？高？B練習(xí)練習(xí) 一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指黑色

13、至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm32.25g/cm3，化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。 知識(shí)拓展石墨知識(shí)拓展石墨石墨 石墨為什么很軟？ 石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。 石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？ 石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大鍵）鍵），故熔沸點(diǎn)，故熔沸點(diǎn)很高。很高。石墨能導(dǎo)電的原因： 這是因?yàn)槭w中存在自由電子，可以在整個(gè)碳原子的平面上運(yùn)動(dòng)，但是電子不能從一個(gè)平面跳躍到另一個(gè)平面，所以石墨能導(dǎo)電，并且沿層的平行方向?qū)щ娦詮?qiáng)。這也是晶體各向異性的表現(xiàn)。石墨中微粒間的作用：石墨中微粒間的作用： 碳原子間存在共價(jià)鍵和金屬鍵，層與層之間存在范德華力石墨屬于哪類晶體？石墨屬于哪類