人教版选修三-金属晶体-ppt课件

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在金属晶体中,,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,“,电子气,”,(自由电子)在运动时经常与金属离子碰撞,引起两者能量的交换。当金属某部分受热时,那个区域里的,“,电子气,”,(自由电子)能量增加,运动速度加快,通过碰撞,把能量传给金属离子。,“,电子气,”,(自由电子)在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而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。,金属导热性的解释,“电子气”(自由电子)在运动时经常与金属离子碰撞,引,当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,所以在各原子层之间发生相对滑动以后,仍可保持这种相互作用,因而即使在外力作用下,发生形变也不易断裂。因此,金属都有良好的延展性。,金属延展性的解释,自由电子,+,金属离子,金属原子,错位,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相对滑,(,4,)、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。,(4)、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,金属晶体的熔沸点和硬度差别较大。,5,、熔沸点和硬度,影响金属键强弱的因素:,金属阳离子所带电荷越多、,离子半径越小,金属键越强。,金属键越强,熔点越高,硬度越大。,金属键的强度差别较大。如:钠的熔点较低(,98.81),,硬度较小;而钨是熔点最高,(,3410),硬度最大的金属。,金属晶体的熔沸点和硬度差别较大。5、熔沸点和硬度影响金属键强,三、金属晶体的原子堆积模型,由于金属键没有方向性,每个金属原子中的电子分布基本是球对称的,所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。,1,、理论基础:,三、金属晶体的原子堆积模型 1、理论基础:,(1),堆积原理:,组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时,在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性,因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围,并以紧密堆积方式降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。,(1)堆积原理:,(2),、几个概念,紧密堆积:,微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近,使它们占有最小的空间,配位数:,在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数,空间利用率:,晶体的空间被微粒占满的体积百分数,用它来表示紧密堆积的程度,(2)、几个概念 配位数:在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒,2,、二维堆积(在平面上),I,型,II,型,配位数为,4,配位数为,6,密置层,非密置层,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,金属晶体中的原子可看成直径相等的小球,将等径圆球在,一平面上排列。有两种排布方式:,2、二维堆积(在平面上)I 型II 型配位数为4配位数为6密,(,1,),.,简单立方堆积:,只有金属(,Po,)采取这种堆积方式,6,3.,金属晶体的原子空间堆积模型,这种堆积晶胞是一个简单立方,每个晶胞每个晶胞含,个原子,空间利用率不高(,52%,),属于非密置层堆积,配位数为,,,1,(1).简单立方堆积:只有金属(Po)采取这种堆积方式63.,(,2,)钾型,-,体心立方堆积,:,这种堆积晶胞是一个体心立方,每个晶胞每个晶胞含,个原子,空间利用率不高(,68%,),属于非密置层堆积,配位数为,,,许多金属(如,Na,、,K,、,Fe,等),采取这种堆积方式。,2,8,(2)钾型-体心立方堆积:这种堆积晶胞是一个体心立方,,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,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,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,(3),镁型,1,2,3,4,5,6,第三层的,一种,排列方式,,是将球对准第一层,每一个球,,于是,每两层形成一个周期,,即,AB AB,堆积方式,。,123456123456(3)镁型123456,下图是镁型紧密堆积的前视图,A,B,A,B,A,1,2,3,4,5,6,下图是镁型紧密堆积的前视图ABABA123456,120,0,平行六面体,六方最密堆积,这种堆积晶胞空间利用率高(,74%,),属于密置层堆集,每个晶胞中含,2,个原子,配位数为,,许多金属,(如,Mg,、,Zn,、,Ti,等),采取这种堆积方式。,12,1200平行六面体六方最密堆积这种堆积晶胞空间利用率高(74,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,(4),铜型,第三层的,另一种,排列方式,,是将球对准第一层的,2,,,4,,,6 位,,,不同于,AB,两层的位置,,,这是,C,层。,4,1,2,3,5,6,123456123456(4)铜型 第三层的另,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 12,。,(同层 6,,,上下层各 3,),下图是铜型型紧密堆积的前视图,A,C,B,A,C,B,A,123456此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC,1,2,3,4,5,6,B,C,A,配位数:,空间占有率:,每个晶胞含原子数:,铜型,面心立方,12,74%,4,(,Cu Ag AU,),123456BCA配位数:空间占有率:每个晶胞含原子数:铜型,堆积方式,晶胞类型,空间利用率,配位数,晶胞形状,实例,面心立方最密堆积,堆积方式及性质小结,简单立方堆积,体心立方密堆积,六方最密堆积,面心立方,六方,体心立方,简单立方,74%,74%,68%,52,12,12,8,6,Cu,、,Ag,、,Au,Mg,、,Zn,、,Ti,K,、,Na,、,Fe,Po,人教版选修三,3.3,金属晶体 课件,(,共,26,张,PPT),人教版选修三,3.3,金属晶体 课件,(,共,26,张,PPT),堆积方式晶胞类型空间利用率配位数晶胞形状实例面心立方最密堆积,简单立方,钾型,(体心立方密堆积),镁型,(六方最密堆积),铜型,(面心立方最密堆积),人教版选修三,3.3,金属晶体 课件,(,共,26,张,PPT),人教版选修三,3.3,金属晶体 课件,(,共,26,张,PPT),简单立方钾型镁型铜型人教版选修三 3.3 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