人教版選修三-金屬晶體-課件

1、一.已學過的金屬知識1.金屬的分類(1)黑色金屬和有色金屬(2)重金屬和輕金屬 4.5g/cm3(3)稀有金屬和常見金屬不透明、有金屬光澤、容易導電、 導熱、有延展性等。2、金屬共同的物理性質一.已學過的金屬知識1.金屬的分類不透明、有金屬光澤、容易導二.金屬鍵 描述金屬鍵的最簡單的理論是“電子氣”理論. 該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”.這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子,而是均勻分布于整個晶體中,被所有原子共用,從而把所有的金屬原子維系在一起.金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”中.二.金屬鍵金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。金屬陽離子

2、和自由電子 金屬單質和合金中無方向性和飽和性二.金屬鍵1.定義：2.成鍵微粒:3.存在:4.特征:金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。金屬陽離子和自由電子2.組成粒子：金屬陽離子和自由電子1.定義：通過金屬鍵結合形成的晶體。3.微粒間作用力：金屬鍵三、金屬晶體：常溫下，絕大多數(shù)金屬單質和合金都是金屬晶體，但汞除外，因汞在常溫下呈液態(tài)。“有陽離子而無陰離子”是金屬獨有的特性。2.組成粒子：金屬陽離子和自由電子1.定義：通過金屬鍵結合形4、電子氣理論對金屬的物理性質的解釋 在金屬晶體中，充滿著帶負電的“電子氣”（自由電子），這些電子氣的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下，自由電子定向運

3、動形成電流，所以金屬容易導電。金屬導電性的解釋不同的金屬導電能力不同，導電性最強的三種金屬是：Ag、Cu、Al4、電子氣理論對金屬的物理性質的解釋 在金屬晶體中，晶體類型電解質金屬晶體 導電時的狀態(tài)導電粒子導電時發(fā)生的變化導電能力隨溫度的變化水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動的離子自由電子思考：電解質在熔化狀態(tài)或溶于水能導電，這與金屬導電的本質是否相同？化學變化物理變化增強減弱晶體類型電解質金屬晶體 導電時的狀態(tài)導電粒子導電時發(fā)生的變化 “電子氣”（自由電子）在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區(qū)域里的“電子氣”（自由電子）能量增加，運動速度加快，通過碰撞，

4、把能量傳給金屬離子。“電子氣”（自由電子）在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。金屬導熱性的解釋 “電子氣”（自由電子）在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞，引 當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，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，所以在各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，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。因此，金屬都有良好的延展性。金屬延展性的解釋自由電子+金屬離子金屬原子錯位+ 當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑（4）、

5、金屬晶體結構具有金屬光澤和顏色由于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，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。當金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。（4）、金屬晶體結構具有金屬光澤和顏色由于自由電子可吸收所有金屬晶體的熔沸點和硬度差別較大。5、熔沸點和硬度影響金屬鍵強弱的因素： 金屬陽離子所帶電荷越多、離子半徑越小，金屬鍵越強。金屬鍵越強，熔點越高，硬度越大。金屬鍵的強度差別較大。如：鈉的熔點較低（98.81)，硬度較?。欢u是熔點最高(34

6、10)硬度最大的金屬。 金屬晶體的熔沸點和硬度差別較大。5、熔沸點和硬度影響金屬鍵強三、金屬晶體的原子堆積模型 由于金屬鍵沒有方向性，每個金屬原子中的電子分布基本是球對稱的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。1、理論基礎：三、金屬晶體的原子堆積模型 1、理論基礎：(1)堆積原理： 組成晶體的金屬原子在沒有其他因素影響時，在空間的排列大都遵循緊密堆積原理。這是因為金屬鍵沒有方向性，因此都趨向于使金屬原子吸引更多的其他原子分布于周圍，并以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。(1)堆積原理：(2)、幾個概念 緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，

7、使它們占有最小的空間 配位數(shù)：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的微粒個數(shù) 空間利用率：晶體的空間被微粒占滿的體積百分數(shù)，用它來表示緊密堆積的程度(2)、幾個概念 配位數(shù)：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的微粒2、二維堆積（在平面上）I 型II 型配位數(shù)為4配位數(shù)為6密置層非密置層1234123456金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球，將等徑圓球在一平面上排列。有兩種排布方式：2、二維堆積（在平面上）I 型II 型配位數(shù)為4配位數(shù)為6密（1）.簡單立方堆積：只有金屬（Po）采取這種堆積方式63.金屬晶體的原子空間堆積模型這種堆積晶胞是一個簡單立方，每個晶胞每個晶胞含 個原子，空間利用率不高（52%），屬于

8、非密置層堆積，配位數(shù)為 ，1（1）.簡單立方堆積：只有金屬（Po）采取這種堆積方式63.（2）鉀型-體心立方堆積：這種堆積晶胞是一個體心立方，每個晶胞每個晶胞含 個原子，空間利用率不高（68%），屬于非密置層堆積，配位數(shù)為 ，許多金屬（如Na、K、Fe等）采取這種堆積方式。28（2）鉀型-體心立方堆積：這種堆積晶胞是一個體心立方，123456 第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準 1，3，5 位。 ( 或對準 2，4，6 位，其情形是一樣的 )123456 關鍵是第三層。對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。思考：密置層的堆積方式有哪些？123456 第二層對第一層來講最

9、緊密123456123456(3)鎂型123456 第三層的一種排列方式，是將球對準第一層每一個球，于是每兩層形成一個周期，即 AB AB 堆積方式。123456123456(3)鎂型123456 下圖是鎂型緊密堆積的前視圖ABABA123456 下圖是鎂型緊密堆積的前視圖ABABA1234561200平行六面體六方最密堆積這種堆積晶胞空間利用率高（74%）屬于密置層堆集，每個晶胞中含2 個原子，配位數(shù)為 ，許多金屬（如Mg、Zn、Ti等）采取這種堆積方式。121200平行六面體六方最密堆積這種堆積晶胞空間利用率高（74123456123456(4)銅型 第三層的另一種排列方式，是將球對準第一

10、層的 2，4，6 位，不同于 AB 兩層的位置，這是 C 層。412356123456123456(4)銅型 第三層的另123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排 A，于是形成 ABC ABC 三層一個周期。 得到面心立方堆積。 配位數(shù) 12 。( 同層 6， 上下層各 3 ) 下圖是銅型型緊密堆積的前視圖ACBACBA123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 123456BCA配位數(shù)：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：銅型 面心立方1274%4（Cu Ag AU ）123456BCA配位數(shù)：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：銅型堆積方式晶胞類型空間利用率配位數(shù)晶胞形狀實

11、例面心立方最密堆積堆積方式及性質小結簡單立方堆積體心立方密堆積六方最密堆積面心立方六方體心立方簡單立方74%74%68%52121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiK、 Na、FePo人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)堆積方式晶胞類型空間利用率配位數(shù)晶胞形狀實例面心立方最密堆積簡單立方鉀型（體心立方密堆積）鎂型（六方最密堆積）銅型（面心立方最密堆積）人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)簡單立方鉀型鎂型銅型人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共例

12、2：求面心立方晶胞的空間利用率.解：晶胞邊長為a，原子半徑為r.由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r每個面心立方晶胞含原子數(shù)目： 8 1/8 + 6 = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %空間利用率計算4raa人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)人教版選修三 3.3 金屬晶體 課件(共26張PPT)例2：求面心立方晶胞的空間利用率.解：晶胞邊長為a，原子半徑 1.文化危機深化到一定程度，必定引起深刻的文化轉型。所謂文化轉型，是指特定時代、特定民族或群體賴

13、以生存的主導性文化模式為另一種新的主導性文化模式所取代。2.在這種意義上，文化轉型同文化危機一樣，并不是經(jīng)常發(fā)生的社會歷史現(xiàn)象，無論是個體的文化習慣的改變、價值信念或信仰的改變，還是特定群體或特定社會某些文化特質或文化理念的一般意義上自覺的或不自覺的更新，都不能算作文化轉型.3.只有在大的歷史尺度上所發(fā)生的主導性文化觀念、文化理念、價值體系、文化習慣的總體性的、根本性的轉變，才是我們所說的文化轉型。4.按照這種尺度，人類迄今所經(jīng)歷的最深刻的文化轉型就是現(xiàn)代化進程中的文化轉型，即傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文明條件下自在自發(fā)的經(jīng)驗型的文化模式被工業(yè)文明條件下的自由自覺的理性文化模式所取代。這即是人們通常所說的文化的現(xiàn)代化或人自身的現(xiàn)代化。5.文化的變化呈現(xiàn)出多樣化的特征。例如，我們生活世界中的具體的文化要素、文化特質、文化形式即使在文化模式的常規(guī)期或穩(wěn)定期也會或快或慢地變化，一些習慣、慣例、文藝形式、儀式等等甚至在總體文化模式?jīng)]有發(fā)生根本性變化時，也會自己經(jīng)歷生滅的變化。6.因為風的緣故，鄉(xiāng)村里許多平常得不能再平常的事物，便有了某種詩意。你瞧，那晚風中的炊煙，怎么看都像是一幅懸腕揮就的狂草，云煙亂舞，該虛的地方虛，該實的地方實，那是我們在絹和紙上無法做到的，可謂真正的“天書”了。7.一陣風吹過