2、金屬晶體與離子晶體

1、Ti第三節(jié) 金屬晶體 自 學(xué) 提 綱1、什么是金屬晶體？其構(gòu)成粒子 及粒子間的作用力是什么？2、什么是金屬鍵？金屬鍵的特征 及存在？3、熔化時(shí)需破壞的作用力是什么？4、怎樣比較金屬鍵強(qiáng)弱？5、如何用“電子氣”理論解釋金屬 的物理性質(zhì)？2、構(gòu)成粒子：3、粒子間作用力：4、熔化時(shí)需破壞的作用力：金屬陽(yáng)離子和自由電子一、金屬晶體金屬鍵1、概念：金屬陽(yáng)離子和自由電子之間通過(guò)金屬鍵結(jié)合而成的晶體。金屬鍵金屬鍵強(qiáng)弱比較：金屬陽(yáng)離子半徑越小，自由電子越多，金屬鍵越強(qiáng)。5、熔點(diǎn)差別很大 思考：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)從上到下卻逐漸升高？金屬鍵金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈

2、的相互作用。特征:存在：無(wú)方向性、無(wú)飽和性金屬單質(zhì)、金屬合金金屬鍵：金屬晶體物理性質(zhì) （1）導(dǎo)電性（2）導(dǎo)熱性（3）有延展性（4）有金屬光澤（1）導(dǎo)電性晶體類(lèi)型電解質(zhì)金屬晶體 導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電時(shí)發(fā)生的變化水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動(dòng)的離子自由電子思考：電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導(dǎo)電， 這與金屬導(dǎo)電的本質(zhì)是否相同？化學(xué)變化物理變化 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(méi)有一定方向的，但在外加電場(chǎng)的條件下自由電子就會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。(2) 導(dǎo)熱性【討論】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，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某

3、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)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳給金屬離子。 金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(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低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。 原子晶體受外力作用時(shí)，原子間的位移必然導(dǎo)致共價(jià)鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無(wú)延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒(méi)有方向性，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂?！居懻摗拷饘贋槭裁淳哂休^好的延展性？5、金屬晶體物理性質(zhì) (1) 導(dǎo)電性(2) 導(dǎo)熱性(3) 延展性+(4) 有金屬光澤金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于自由

4、電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收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)，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以成黑色。 金屬之最導(dǎo)電性最好的是- 金、銀、銅熔點(diǎn)最低的金屬是汞 熔點(diǎn)最高的金屬是-鎢硬度最小的金屬是汞 硬度最大的金屬是-鉻延性最好的金屬是-鉑 展性最好的金屬是-金最活潑的金屬是- 銫 最穩(wěn)定的金屬是- 金1、金屬晶體的形成是因?yàn)?晶體中存在（ ）A. 金屬離子間的相互作用B金屬原子間的相互作用 C.金屬離子與自由電子間的相互作用 D.金

5、屬原子與自由電子間的相互作用 C練 習(xí)2金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬的電子氣理論加以解釋的是 （ ）A、易導(dǎo)電 B、易導(dǎo)熱C、易腐蝕 D、有延展性 C3.金屬具有延展性的原因是（ ）A.金屬原子半徑都較大，價(jià)電子較少B.金屬受外力作用變形時(shí)，金屬陽(yáng)離 子與自由電子間仍保持較強(qiáng)烈作用C.金屬中大量自由電子受外力作用時(shí) 運(yùn)動(dòng)速度加快D.自由電子受外力作用時(shí)能迅速傳遞 能量B4、下列敘述正確的是（ ）A. 任何晶體中，若含有陽(yáng)離子也一 定含有陰離子B原子晶體中一定含有非極性鍵 C分子晶體中只存在分子間作用 力，不含其他化學(xué)鍵 D. 任何晶體中，若含有陰離子則一 定含有陽(yáng)離子。DTi第三節(jié) 金屬晶體

6、金屬晶體中原子如何進(jìn)行緊密堆積？ 小組活動(dòng)： 等直徑球形模型堆積 二維平面堆積方式二、金屬晶體的原子堆積模型 上述兩種方式中,與一個(gè)原子緊鄰的原子數(shù)(配位數(shù))分別是多少?哪一種放置方式對(duì)空間的利用率較高?行列對(duì)齊 行列相錯(cuò)密置層非密置層1.簡(jiǎn)單立方堆積配位數(shù)：三維堆積由非密置層堆積的兩種方式晶胞含金屬原子數(shù)：61Po代表物：簡(jiǎn)單立方堆積4r3/3a3100%52%空間利用率=V晶胞V球=邊長(zhǎng)為a，原子半徑為r 配位數(shù)：2、體心立方堆積晶胞含金屬原子數(shù)：代表物：82Na K Fe體心立方堆積邊長(zhǎng)為 a面對(duì)角線(xiàn)邊長(zhǎng)為 a體對(duì)角線(xiàn)邊長(zhǎng)為 a = 4r空間利用率=三、金屬晶體的原子堆積模型1.非密置層

7、在三維空間堆積方式簡(jiǎn)單立方堆積(如釙)體心立方堆積(鉀型）：2.密置層在三維空間堆積方式Na、K、FePo由密置層在三維空間堆積的兩種方式123456123456六方最密堆積面心立方最密堆積ABABAABCABCA六方最密堆積面心立方最密堆積3、六方最密堆積123456于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即：AB、 AB 堆積方式，形成六方最密堆積。 AB，3、六方最密堆積 配位數(shù)： 晶胞含金屬原子數(shù):122代表物：Mg Zn Ti4、面心立方最密堆積123456ABC ABC ABC 形式的堆積，為什么是面心立方最密堆積？面心立方最密堆積 配位數(shù)：晶胞含金屬原子數(shù):代表物：124面心立方最密堆積Cu A

8、g Au邊長(zhǎng)為 a面對(duì)角線(xiàn)邊長(zhǎng)為 a4r面心立方最密堆積空間利用率空間利用率=平行六面體的底是平行四邊形，各邊長(zhǎng)a=2r，則平行四邊形的面積 平行六面體的高：六方最密堆積空間利用率？空間利用率=金屬晶體的四種堆積模型對(duì)比堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單立方堆積體心立方堆積六方最密堆積面心立方最密堆積Po (釙)52%6NaKFe68%81212MgZnTiCuAgAu74%74%小結(jié)：三種晶體類(lèi)型與性質(zhì)的比較晶體類(lèi)型原子晶體分子晶體金屬晶體概念相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體通過(guò)金屬鍵形成的晶體作用力共價(jià)鍵范德華力金屬鍵構(gòu)成微粒原子分子金屬陽(yáng)離子和自由電子物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)很高很低差別較大硬度很大很小差別較大導(dǎo)電性無(wú)（硅為半