金屬晶體-高二化學(xué)教學(xué)課件（人教版選修3）

組織建設(shè)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體金屬樣品一、金屬鍵與金屬晶體（一）金屬鍵1.電子氣理論（1）金屬原子最外層電子脫落形成自由電子。2.金屬鍵(1)定義：金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的較強(qiáng)作用（靜電作用）(2)特征：無(wú)方向性與飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng)。

（3）電子在整個(gè)金屬中自由移動(dòng)。形成“電子氣”把金屬陽(yáng)離子維系在一起。（2）金屬中存在粒子為：金屬陽(yáng)離子與自由電子。(3)強(qiáng)弱判斷：金屬離子所帶電荷越多、半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)（二）金屬晶體（2）組成粒子：（3）作用力：通過(guò)金屬鍵結(jié)合形成的晶體。（1）定義：金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體金屬陽(yáng)離子和自由電子金屬鍵1.概念2.物理性質(zhì)特征（1）總體：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。熔沸點(diǎn)高低不一。（2）熔沸點(diǎn)高低判斷方法金屬陽(yáng)離子所帶電荷越多，半徑越小，熔沸點(diǎn)越高（3）物理特性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系①導(dǎo)電性外加電場(chǎng)的條件下自由電子就會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流而導(dǎo)電。②導(dǎo)熱性自由電子運(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。③延展性當(dāng)金屬受到外力作用時(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?lái)的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類(lèi)似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用。自由電子+金屬離子金屬原子位錯(cuò)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++【小試牛刀】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.原子晶體中只含有共價(jià)鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵

D.分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵B二、金屬晶體的原子堆積模型幾個(gè)概念：配位數(shù)：在晶體中與每個(gè)微粒緊密相鄰的微粒個(gè)數(shù)

空間利用率：球體積和空間利用率=100%

晶胞體積最密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間（一）金屬原子在平面堆積方式（二維）（a）非密置層（b）密置層球?qū)η蚯驅(qū)张湮粩?shù)：46（二）金屬原子在立體堆積方式（三維）1.非密置層的空間堆積（1）簡(jiǎn)單立方堆積（球?qū)η颍?/p>

①配位數(shù)：1234566同層4，上下層各1②空間利用率已知，金屬原子的半徑為r，求簡(jiǎn)單立方堆積的空間利用率？81×8=1晶胞中含有的原子數(shù)＝球的體積＝晶胞邊長(zhǎng)（晶胞參數(shù)）a＝2r晶胞體積V＝a3＝8r3球體積空間利用率＝

×100%

晶胞體積＝簡(jiǎn)單立方堆積空間利用率太低，只有金屬釙（Po）采取這種方式。③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求簡(jiǎn)單立方晶胞的密度？81×8=1晶胞中含有的原子數(shù)=晶胞的質(zhì)量（原子的質(zhì)量）m=一個(gè)原子的質(zhì)量=晶胞邊長(zhǎng)（晶胞參數(shù)）a=晶胞體積V=a3=8r32r晶胞密度ρ=（2）體心立方堆積（球?qū)眨倥湮粩?shù)：123456788②空間利用率已知，金屬原子的半徑為r，求體心立方堆積的空間利用率？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=2+1球的體積=體對(duì)角線=4r體對(duì)角線=（a為晶胞邊長(zhǎng)）a=4r3a=晶胞體積V=a3空間利用率=典型代表：鈉、鉀、鐵（堿金屬）③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求體心立方晶胞的密度？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=2+1晶胞的質(zhì)量m=一個(gè)原子的質(zhì)量=體對(duì)角線=4r體對(duì)角線=（a為晶胞邊長(zhǎng)）a=4r3a=晶胞體積V=a32.密置層的空間堆積（1）六方最密堆積（ABABAB……）俯視圖ABABA正視圖①配位數(shù)12同層6，上下層各3123456789101112②晶胞擁有的原子數(shù)61×12=6+3+21×2③空間利用率74%典型代表：鎂、鋅、鈦123456123456ABABCA123456前視圖C第三層“心對(duì)空”

（2）面心立方最密堆積（ABCABCABC……）ABC12345678910111212①配位數(shù)：同層6，上下層各3123456②空間利用率金屬原子的半徑為r，求面心立方最密堆積的空間利用率？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=4+21×6球的體積=aaaaa面對(duì)角線=4r面對(duì)角線=（a為晶胞邊長(zhǎng)）a=4r2a=晶胞體積V=a3空間利用率=典型代表：銅、鋅、銀③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求面心立方最密堆積晶胞的密度？晶胞中含有的原子數(shù)=晶胞的質(zhì)量m=一個(gè)原子的質(zhì)量=81×8=4+21×6aaaaaa=4r2a=晶胞體積V=a3

【小試牛刀】金屬原子在二維空間里的放置有如圖所示的兩種方式，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．圖a為非密置層，配位數(shù)為6B．圖b為密置層，配位數(shù)為4C．圖a在三堆空間里堆積可得六方最密堆積和面心立方最密堆積D．圖b在三維空間里堆積僅得簡(jiǎn)單立方堆積C堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)原子半徑與晶胞邊長(zhǎng)的關(guān)系非密置層堆積密置層堆積Po(釙)52%6K、Na、Fe68%8Mg、Zn、Ti74%12Cu,Ag,Au74%12簡(jiǎn)單立方體心立方六方最密堆積面心立方最密堆積2r=a4r=略4r=1、石墨為什么很軟？

2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類(lèi)晶體？為什么？

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。

石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間既有C-C鍵又有大π鍵，故熔沸點(diǎn)很高。由于金剛石內(nèi)只有C-C鍵沒(méi)有大π鍵，所以石墨的熔點(diǎn)高于金剛石。

石墨為混合晶體，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵，還有范德華力閱讀P76混合晶體并思考與交流1、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．原子晶體中只含有共價(jià)鍵

C．離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵B2、下列有關(guān)金屬晶體敘述正確的是（

）A．常溫下金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B．金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失C．鈣的熔、沸點(diǎn)低于鉀D．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好B3、下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是（

）A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．金屬元素在化合物中一定顯正價(jià)C．金屬元素在不同化合物中的化合價(jià)均不同D．金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)總是高于分子晶體C4、下列有關(guān)化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是

（

）A．金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強(qiáng)作用，金屬鍵無(wú)方向性和飽和性B．共價(jià)鍵是原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，共價(jià)鍵有方向性和飽和性C．范德華力是分