第三章第三節(jié)第1課時金屬晶體高二化學(xué)人教版選擇性必修2課件

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第3節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時

金屬晶體生活中的金屬根據(jù)金屬在周期表中的位置，分析金屬元素原子結(jié)構(gòu)特點。金屬原子最外層電子數(shù)較少，容易失去電子成為金屬離子。那么，金屬晶體是怎樣構(gòu)成的？金屬原子之間存在著怎樣的相互作用呢？PART01金屬晶體01金屬晶體一、金屬鍵1.電子氣理論金屬原子最外層電子數(shù)較少，容易失去電子成為金屬離子。金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共有，從而把所有的金屬原子維系在一起。01金屬晶體一、金屬鍵2.金屬鍵金屬鍵既沒有方向性，也沒有飽和性。自由電子不是專屬于某個特定的金屬陽離子，而是在整塊固態(tài)金屬中自由移動。②特征金屬陽離子與自由電子之間的強烈的靜電作用。①定義01金屬晶體一、金屬鍵回顧所學(xué)知識，金屬有哪些物理通性？金屬的物理通性延展性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性銀白色金屬光澤(銅紫紅色，金是金黃色)常溫下是固體(汞是液體)如何應(yīng)用電子氣理論，解釋金屬的物理通性？01金屬晶體一、金屬鍵3.用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)①金屬光澤和顏色自由電子可吸收所有頻率的光，并很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色光澤。塊狀的銀元寶黑色的銀粉某些金屬(如銅、金等)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，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，所以呈黑色。01金屬晶體一、金屬鍵3.用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)②導(dǎo)電性通常情況下，金屬晶體中的自由電子的運動是沒有一定方向的。但在外加電場的作用下，自由電子定向運動形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。外加電場01金屬晶體一、金屬鍵3.用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)③導(dǎo)熱性金屬的某一端在受熱時，自由電子在熱的作用下與金屬陽離子頻繁碰撞而引起能量的交換，使能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域，從而使整塊金屬達到同樣的溫度。01金屬晶體一、金屬鍵3.用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)④延展性當(dāng)金屬受到外力作用時，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，而且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，所以金屬有良好的延展性。01金屬晶體一、金屬鍵3.用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)④延展性當(dāng)純金屬變?yōu)楹辖鸷?，由于新加入的原子大小與原來的金屬原子不同，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導(dǎo)致合金的硬度變大，延展性變差。01金屬晶體二、金屬晶體1.定義金屬陽離子與自由電子通過金屬鍵形成的晶體。金屬晶體主要包括金屬單質(zhì)及合金：①金屬單質(zhì)——除鍺、灰錫為共價晶體，汞常溫下為液體，其余金屬單質(zhì)都屬于金屬晶體②合金——碳鋼、錳鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、白銅等01金屬晶體二、金屬晶體鈉熔點97.8℃硬度較小鎢熔點最高的金屬(3410℃)硬度很大鉻熔點1907℃硬度最大的金屬為什么金屬晶體熔點、硬度差距如此巨大？因為金屬晶體熔化和斷裂需要克服金屬鍵，不同的金屬晶體金屬鍵強弱不同。01金屬晶體二、金屬晶體2.金屬鍵強弱的影響因素金屬NaMgAlKRbCr價電子排布3s13s23s23p14s15s13d54s1原子半徑/pm186160143.1196248124.9熔點/℃97.565066063.2538.891900觀察下表，分析金屬鍵強弱的影響因素有哪些？金屬原子價電子數(shù)越多，半徑越小，金屬鍵越強，金屬晶體的熔點越高。01金屬晶體二、金屬晶體3.金屬晶體的物理性質(zhì)①金屬晶體的熔點跨度非常大。②金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，硬度越大。同周期金屬元素，隨著核電荷數(shù)增加，熔、沸點升高，硬度變大，如熔點Al＞Mg＞Na同主族金屬元素，隨著核電荷數(shù)增加，熔、沸點降低，硬度變小，如熔點K＜Na＜Li01金屬晶體例1.正誤判斷(1)金屬在常溫下都是晶體（

）(2)金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用（

）(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發(fā)生相對滑動，金屬鍵被破壞（

）(4)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低（

）(5)同主族金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低，體現(xiàn)金屬鍵逐漸減弱（

）(6)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低（

）二、金屬晶體××××√√溫度越高，自由電子無規(guī)則運動越劇烈，金屬陽離子和自由電子碰撞越頻繁，導(dǎo)電能力越低。01金屬晶體二、金屬晶體例2.下列各組金屬熔點高低順序正確的是（

）A．Cs>Rb>K B．Al>Na>LiC．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>SrC01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)思考：金屬晶體中，金屬原子采用的是密堆積還是非密堆積？由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，因此金屬原子盡可能采取最緊密的堆積方式，使得金屬晶體結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，能量最低。01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)1.簡單立方密堆積（釙Po）123456①晶胞內(nèi)原子數(shù)1②配位數(shù)601金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)2.體心立方密堆積（Li、Na、K、Ba、W、Fe）28①晶胞內(nèi)原子數(shù)②配位數(shù)01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)3.面心立方最密堆積（Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt）412①晶胞內(nèi)原子數(shù)②配位數(shù)01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)4.六方最密堆積（Mg、Zn、Ti）123456789101112612①晶胞內(nèi)原子數(shù)②配位數(shù)01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)例3.鐵的晶體有多種結(jié)構(gòu)，其中兩種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖甲、乙所示(acm、b

cm分別為晶胞邊長)，下列說法正確的是（

）A.兩種鐵晶體中均存在金屬陽離子和陰離子B.乙晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為14C.甲、乙兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為1∶2D.甲、乙兩種鐵晶體的密度比為b3:2a3D01金屬晶體三、常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)例4.已知銅原子在晶胞中所處的位置如圖(a)所示，若銅原子的半徑為1.29×10－10m，請回答下列問題：(1)每個晶胞中包含的銅原