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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 晶体结构与性质,3.3,金属晶体,第三章 晶体结构与性质3.3 金属晶体,学习目标,1、了解金属的性质和形成原因,2、掌握金属键的本质“电子气理论”,3、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质,4、掌握金属晶体的四种原子堆积模型,教学重点,:,金属具有共同物理性质的解释。,金属晶体内原子的空间排列方式。,教学难点,:,金属键和电子气理论。,金属晶体内原子的空间排列方式,学习重难点,学习目标 1、了解金属的性质和形成原因教学重点:金属具有共同,Ti,金属样品,Ti金属样品,4,1.,金属的,物理性质,B,C,D,A,E,F,41.金属的BCDAEF,5,一,、,金属共同的物理性质,容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。,金属为什么具有这些共同性质呢,?,二、金属的结构,问题,:,1、构成金属的粒子有哪些？,2、是否存在阴离子？,5 一、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光,6,组成粒子,:,金属阳离子和自由电子、,金属原子,“,有阳离子而无阴离子”是金属独有的特性。,金属原子脱落下来的,价电子,形成遍布整块晶体的“,电子气,”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。,金属键,不存在单个分子,1.“,电子气理论”,(,自由电子理论,),6组成粒子:金属阳离子和自由电子、金属原子“有阳离子而无阴离,7,（,1,）金属键的成键微粒,:,（,2,）金属键存在,:,（,3,）金属键的特征,:,（4）金属键的实质,:,2、,金属键,:,金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）,金属阳离子和自由电子,金属单质和合金,没有方向性,和,饱和性,一种电性作用,3、,金属晶体,:,金属原子通过金属键结合形成的晶体。,在晶体中，不存在单个分子。,金属阳离子被自由电子所包围。,金属晶体熔化时破坏的作用力？,思考,7（1）金属键的成键微粒:2、金属键:金属阳离子和自由电子之,8,一般阳离子所带电荷越多、半径越小，金属键 _，熔沸点_，硬度_。,与金属性强弱判断有什么不同?,（,1,）金属键的成键微粒,:,（,2,）金属键存在,:,（,3,）金属键的特征,:,（4）金属键的实质,:,（5）金属键强弱的判断,:,2、,金属键,:,金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）,金属离子和自由电子,金属单质和合金,没有方向性,和,饱和性,一种电性作用,金属阳离子电荷和半径,越强,越高,越大,8 一般阳离子所带电荷越多、半径越小，金属键 _，熔,9,练习,1、下列说法错误的是（）,A、镁的硬度大于铝 B、镁的熔沸点低于钙,C、镁的硬度大于钾 D、钙的熔沸点高于钾,AB,2、下列四中有关性质的描述，可能是金属晶体的是（）,A、有分子间作用力结合而成，熔点很低,B、固体或熔融态易导电，熔点较高,C、由共价键结合成网状晶体，熔点很高,D、固体不导电，熔融态也不导电，但溶于水后能导电,B,9练习1、下列说法错误的是（）AB 2,三、电子气理论对金属物理性质的解释,阅读,:,教材P73 第三、四自然段，讨论以下几个问题,【,讨论,1】,金属为什么易导电？,【,讨论2,】,金属为什么易导热？,【,讨论3,】,金属为什么有良好的延展性？,【,讨论,4】,为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？,三、电子气理论对金属物理性质的解释阅读:教材P73 第三、四,11,【,讨论,1】,金属为什么易导电？,在金属晶体中，存在着带负电的“电子气”，这些电子气的运动是没有一定方向的，但在,外加电场,的条件下,电子气,就会,发生,定向移动,，因而形成电流，所以金属容易导电。,【,讨论,2】,金属为什么易导热？,金属容易导热，是由于电子气中的,自由电子,在热的作用下与金属原子频繁,碰撞,把能量从温度,高,的部分,传,到温度,低,的部分，从而使整块金属达到相同的温度。,思考,:,温度升高，金属的导电性是增强还是减弱？,11【讨论1】金属为什么易导电？,晶体类型,电解质,金属晶体,导电时的状态,导电粒子,导电时发生的变化,导电能力随温度的变化,水溶液或熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,思考,:,电解质在熔化状态或溶于水能导电，这与金属导电的本质是否相同？,化学变化,物理变化,增强,减弱,晶体类型电解质金属晶体 导电时的状态导电粒子导电时发生的变化,【,讨论,3】,金属为什么具有较好的延展性？,延展性,:,金属材料在外力作用下会发生形变，但不会断裂。,原子晶体,:,金属晶体,:,受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。,当金属受到外力时，由于,金属键无方向性,，各原子层发生相对滑动，但排列方式不变，弥漫在金属原子间的,电子气,可起到类似轴承中滚珠之间的,润滑剂,的作用，所以金属具有良好的延展性。,自由电子,+,金属离子,金属原子,错位,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,外力,【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？延展性:金属材料在外力,14,【,讨论,4】,为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？,总结 金属晶体的结构与性质的关系,导电性,导热性,延展性,金属阳离子和自由电子,电子气在外加电场的作用下发生定向移动,自由电子与金属原子碰撞传递热量,晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用,14【讨论4】为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性,资料,金属之最,熔点最低的金属是,-,汞,熔点最高的金属是,-,钨,密度最小的金属是,-,锂,密度最大的金属是,-,锇,硬度最小的金属是,-,铯,硬度最大的金属是,-,钨,最活泼的金属是,-,铯,最稳定的金属是,-,金,延性最好的金属是,-,铂,展性最好的金属是,-,金,了解,随练,:,见课后习题,资料金属之最熔点最低的金属是-汞 熔点最高的金属是-,【讨论5】金属晶体结构具有金属光泽和颜色,由于自由电子可,吸收所有频率的光,，然后很快释,放出各种频率的光,，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如,铜、金、铯、铅,等）由于,较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色,。,当金属成粉末状时，金属晶体的,晶面取向杂乱、晶格排列不规则,，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,【讨论5】金属晶体结构具有金属光泽和颜色由于自由电子可吸收所,【,思考1,】,已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减，试用电子气理论加以解释。,同主族元素价电子数相同（阳离子所带电荷数相同），从上到下，原子（离子）半径依次增大，则单质中所形成金属键依次减弱，故碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减,。,【,思考2,】,试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小。,同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，原子（离子）半径依次减弱，则单质中所形成金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小顺序是,:,钠镁铝。,【思考1】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减，试用,三种晶体类型与性质的比较,晶体类型,原子晶体,分子晶体,金属晶体,概念,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,分子间以范德华力相结合而成的晶体,通过金属键形成的晶体,作用力,构成微粒,物,理,性,质,熔沸点,硬度,导电性,实例,共价键,范德华力,金属键,原子,分子,金属离子和自由电子,很高,很低,差别较大,很大,很小,差别较大,无（硅为半导体）,无,导体,三种晶体类型与性质的比较晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体,19,1、金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式,二、金属晶体的原子堆积模型,（,a,）非密置层,（,b,）密置层,配位数,=,4,配位数,=,6,学与问,配位数,:,任意一个原子周围与之相接触的原子的数目。,191、金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式二、金属晶,20,金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成,.,那么,非密置层,在三维空间里堆积有几种方式？请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。,思考与交流,20 金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而,晶胞的形状是什么？含几个原子？,2、金属晶体在三维空间堆积模式,非密置层的堆积,晶胞的形状是什么？含几个原子？2、金属晶体在三维空间堆积模式,22,（,1,）简单立方堆积,:,2、金属晶体在三维空间堆积模式,只有金属（,Po,）,配位数,:,空间占有率,:,每个晶胞含原子数,:,6,1,52%,22（1）简单立方堆积:2、金属晶体在三维空间堆积模式 只有,23,金属晶体的堆积方式,体心立方堆积,非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中,23金属晶体的堆积方式体心立方堆积 非密置,24,（2）体心立方堆积-钾型,每个晶胞每个晶胞含,个原子,空间利用率不高_,配位数为_,2,8,68%,(,碱金属/Fe,),24（2）体心立方堆积-钾型 每个晶胞每个晶胞含,1,2,3,4,5,6,第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准,1,，,3,，,5,位。,(,或对准,2,，,4,，,6,位，其情形是一样的,),1,2,3,4,5,6,A,B,，,关键是第三层。对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。,思考,:,密置层的堆积方式有哪些？,123456 第二层对第一层来讲最紧密,26,金属晶体的两种最密堆积方式镁型和铜型,（,3,）镁型和铜型,镁型,铜型,26金属晶体的两种最密堆积方式镁型和铜型（3）镁型和铜型,下图是此种六方,紧密堆积的前视图,A,B,A,B,A,第一种,是将第三层的球对准第一层的球。,1,2,3,4,5,6,于是每两层形成一个周期，即,AB AB,堆积方式，形成六方紧密堆积。,配位数,。(同层,，上下层各,。),12,6,3,下图是此种六方ABABA 第一种是将第三层的球对,28,120,0,平行六面体,六方最密堆积,空间利用率高_，属于最密置层堆积.,配位数为,，,每个晶胞所含原子个数_,许多金属,（如Mg、Zn、Ti等）,采取这种堆积方式。,12,镁型,（Zn Ti,Mg B B B,）,74%,2,281200平行六面体六方最密堆积空间利用率高_，属,第二种,是将第三层的球对准第一层的,2，4，6,位，不同于,AB,两层的位置，这是,C,层。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,第二种是将第三层的球对准第一层的 2，4，6 位，不同于,1,2,3,4,5,6,此种立方紧密堆积的前视图,A,B,C,A,A,B,C,第四层再排,A,，于是形成,ABC ABC,三层一个周期。得到面心立方堆积。,配位数,。,(同层,，上下层各,),12,6,3,123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC,31,1,2,3,4,5,6,铜 型,面心立方堆积,31123456铜 型面心立方堆积,配位数,:,空间占有率,:,每个晶胞含原子
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