第三節(jié) 金屬晶體

第三節(jié)金屬晶體第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬的物理通性：創(chuàng)設(shè)問題情景：

具有金屬光澤、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、延展性等。金屬鍵的本質(zhì)：金屬原子的價(jià)電子比較少，容易失去價(jià)電子。在金屬晶體中，每個(gè)金屬原子都有機(jī)會失去價(jià)電子成為金屬陽離子，每個(gè)陽離子都有機(jī)會結(jié)合價(jià)電子成為金屬原子，這些價(jià)電子被許多原子或離子所共有，從而把所有的金屬原子維系在一起。第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴該理論認(rèn)為金屬鍵是金屬原子脫落下來的價(jià)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形成了金屬鍵。一．金屬鍵⒈電子氣理論⑵金屬晶體是由金屬陽離子、電子通過金屬鍵形成的一種“巨分子”。第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔沸點(diǎn)越高。⑶金屬鍵的強(qiáng)度差別很大。第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2．金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系

自由電子在電場中作定向運(yùn)動，形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。也可用電子氣在電場中定向移動來解釋。

第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3．金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的導(dǎo)熱性的關(guān)系

電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞而導(dǎo)熱。金屬的熱導(dǎo)率隨溫度升高而降低。

第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月4．金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的延展性的關(guān)系

當(dāng)金屬受外力作用時(shí)，金屬晶體中的各原子層會發(fā)生相對滑動，但不會改變其原來的排列方式，而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。第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

金屬（除汞外）在常溫下一般都是固體。在金屬中，金屬原子一層層緊密地堆積著，每一個(gè)金屬原子周圍有許多相同的金屬原子圍繞著。由于金屬原子的外層電子比較少，金屬原子容易失去外層電子變成金屬離子，在金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，實(shí)際上按一定規(guī)律緊密堆積的是帶正電荷的金屬陽離子。

二．金屬晶體的原子堆積模型第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1．二維空間模型

⑴非密置層，配位數(shù)為4。⑵密置層，配位數(shù)為6。2．三維空間模型

⑴簡單立方堆積

相鄰非密置層原子的原子核在同一直線上，配位數(shù)為6。只有釙(Po)采取這種堆積方式。第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵鉀型將非密置層上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，每層都照此堆積。如Na、K、Fe等是這種堆積方式，配位數(shù)為8。第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶鎂型和銅型密置層的原子按鉀型堆積方式堆積。若按ABABAB……的方式堆積為鎂型，若按ABCABCABC……的方式堆積為銅型。這兩種堆積方式都是金屬晶體的最密堆積，配位數(shù)均為12。第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月三．石墨晶體第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月石墨屬于

晶體,是

狀結(jié)構(gòu),C原子呈

雜化；晶體中每個(gè)C原子被

個(gè)六邊形共用,平均每個(gè)環(huán)占有

個(gè)碳原子。

322:1:3混合層sp2共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力晶體中碳原子數(shù)、碳環(huán)數(shù)和碳碳單鍵數(shù)之比為

。晶體中存在的作用有：

第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月【學(xué)與問1】（1）取16個(gè)直徑相等的球體（可用容易得到的一些代用品，如泥球、玻璃球或藥丸等），在平面上排成一正方形，每排都有4個(gè)球體。在這種放置方式中，每個(gè)球體周圍都有4個(gè)球體與其緊密接觸，得到配位數(shù)為4的放置方式，稱為非密置層放置。（2）同樣取16個(gè)球體，在平面上也排成4排，第二排球體排在第一排球體的間隙中，每排均照此方式排列。在這種放置方式中，每個(gè)球體周圍都有6個(gè)球體與其緊密接觸，得到配位數(shù)為6的放置方式，稱為密置層放置。除上述兩種緊密接觸的放置方式外，沒有第三種方式。第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月【學(xué)與問2】（1）取8個(gè)直徑相等的球體，每4個(gè)球體按非密置層放置并粘在一起；在三維空間里，把兩層球體按球體在同一直線上堆積，形成一立方體，這種堆積稱為簡單立方堆積。每個(gè)晶胞含有1個(gè)原子。（2）取12個(gè)直徑相等的球體，每4個(gè)球體按非密置層放置并粘在一起，把上層球體放在下層球體形成的凹穴中，每層均照此方式堆積，這種堆積方式稱為鉀型。形成的晶胞也是一立方體，每個(gè)晶胞含有2個(gè)原子。非密置層在三維空間里的緊密接觸除上述兩種方式外，沒有第三種方式。第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題參考答案:1.D

2.C

3.B5.（1）Ne（2）Cu（3）Si6.

第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電子氣理論認(rèn)為金屬鍵是金屬原子脫落下來的價(jià)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形成了金屬鍵。金屬晶體里的自由電子在外加電場作用下作定向移動，形成電流，因此金屬具有導(dǎo)電性；當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，該區(qū)域的電子運(yùn)動加劇，通過碰撞，電子將能量傳遞給金屬原子或離子，這樣能量從溫度高的區(qū)域傳遞到溫度低的區(qū)域，因此金屬具有導(dǎo)熱性；當(dāng)金屬受到外力時(shí)，晶體中的原子層就會發(fā)生相對滑動，并不會改變原來的排列方式，金屬鍵并沒有被破壞，所以雖然發(fā)生了外形的變化，但不會斷裂，具有延展性。第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.不僅與金屬的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與金屬原子本身的性質(zhì)有關(guān)的是金屬的（）A.導(dǎo)電性B.導(dǎo)熱性C.密度D.熔點(diǎn)

課堂練習(xí)：2.下列敘述中，一定是金屬元素的是（）A.最外層只有一個(gè)電子B.核外最外電子層有1-2個(gè)電子C.在反應(yīng)中很容易失去電子D.具有金屬光澤的單質(zhì)CDC第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.下列敘述的各項(xiàng)性質(zhì)中，不屬于金屬的通性的是（）

A.導(dǎo)電、導(dǎo)熱性B.延展性C.光亮而透明D.熔點(diǎn)都很高4.與金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有關(guān)的是（）

A.原子半徑大小B.最外層電子數(shù)的多少C.金屬的活潑性D.自由電子。CDD第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月5.關(guān)于晶體的下列說法正確的是（）A、在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子B、在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子C、原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高D、分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低

6.下列說法中，無科學(xué)性錯(cuò)誤的是（）A、離子晶體中一定無共價(jià)鍵B、極性分子中一定沒有非極性鍵C、非極性分子中一定沒有極性鍵D、分子晶體中一定無離子鍵AD第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月7.下列敘述中，不正確的是（）A、凡離子晶體，一定含金屬離子B、非極性分子和極性分子都可以形成分子晶體C、分子晶體熔化時(shí)共價(jià)鍵沒有被破壞D、在CCl4晶體中，氯原子和碳原子是以共價(jià)鍵構(gòu)成的正四面體結(jié)構(gòu)，所以CCl4是原子晶體AD8.在下列有關(guān)晶體的敘述中錯(cuò)誤的是（）A、離子晶體中，一定存在離子鍵B、原子晶體中，只存在共價(jià)鍵C、金屬晶體的熔沸點(diǎn)均很高D、稀有氣體的原子能形成分子晶體C第21頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月9.