《2018-2019學年高中化學 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.3 金屬晶體課件 新人教版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中化學 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.3 金屬晶體課件 新人教版選修3.ppt（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié)金屬晶體,1.能記住金屬鍵的含義“電子氣”理論。 2.會運用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質(zhì)。 3.能記住金屬晶體的原子堆積模型。,一,二,三,四,一、金屬鍵 1.概念 金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子共用,從而把所有金屬原子維系在一起。 2.理論 描述金屬鍵本質(zhì)的最簡單理論是“電子氣理論”。 3.成鍵粒子 成鍵粒子是金屬離子和自由電子。,,,,,,,一,二,三,四,二、金屬晶體 1.結(jié)合方式 在金屬晶體中,原子間以金屬鍵相結(jié)合。 2.金屬晶體的性質(zhì) 優(yōu)良的導電性、導熱性和延展性。 3.用電子氣理論解釋金屬的性質(zhì),,,,,,,,一,二,三,四,,,,,一,二,
2、三,四,金屬導電與電解質(zhì)溶液導電有什么區(qū)別? 提示：金屬導電的微粒是電子,電解質(zhì)溶液導電的微粒是陽離子和陰離子;金屬導電過程不生成新物質(zhì),屬于物理變化,而電解質(zhì)溶液導電的同時要在陰、陽兩極生成新物質(zhì),屬于化學變化,故二者導電的本質(zhì)是不同的。,一,二,三,四,三、金屬晶體的原子堆積模型 金屬原子在二維平面里有兩種排列方式,一種是非密置層,其配位數(shù)為4;另一種是密置層,其配位數(shù)為6。金屬晶體可看作是金屬原子在三維空間中堆積而成,有如下基本模式: 1.簡單立方堆積 是按非密置層(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成,其空間利用率比較低。晶胞是一個立方體,每個晶胞含1個原子,如金屬釙。 2.體心立
3、方堆積 是按非密置層(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成。晶胞是含2個原子的體心立方,如堿金屬。,,,,,,,,,,,一,二,三,四,3.六方最密堆積和面心立方最密堆積 六方最密堆積和面心立方最密堆積是按照密置層(填“密置層”或“非密置層”)的方式堆積而成,配位數(shù)均為12,空間利用率均為74%。 六方最密堆積:按ABABABAB的方式堆積;面心立方最密堆積:按ABCABCABC的方式堆積。,,,,,,一,二,三,四,金屬晶體采用密堆積的原因是什么? 提示：由于金屬鍵沒有飽和性和方向性,金屬原子能從各個方向互相靠近,從而導致金屬晶體最常見的結(jié)構(gòu)形式是堆積密度大,原子配位數(shù)高,這樣能充分利用
4、空間。,一,二,三,四,四、石墨混合晶體 1.結(jié)構(gòu)特點層狀結(jié)構(gòu) (1)同層內(nèi),碳原子采用sp2雜化,以共價鍵相結(jié)合形成正六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所有碳原子的2p軌道平行且相互重疊,p電子可在整個平面中運動。 (2)層與層之間以范德華力相結(jié)合。 2.晶體類型 石墨晶體中,既有共價鍵,又有金屬鍵和范德華力,屬于混合晶體。,,,,,,,,一,二,一、金屬物理性質(zhì)的解釋 金屬的通性源于其結(jié)構(gòu)上的共同點,我們應該在正確理解金屬鍵的電子氣理論的基礎上來解釋金屬的通性。 1.金屬晶體具有金屬光澤和顏色 絕大多數(shù)金屬都是銀白色、具有金屬光澤的晶體,少部分金屬晶體有其他顏色。這是由于自由電子對可見光進行選擇性吸收和
5、反射,從而使金屬晶體具有不同的顏色和光澤。,一,二,2.金屬的導電性、導熱性 導電性:在金屬晶體中,存在著許多自由電子,這些自由電子的運動沒有方向性。但是,在外加電場的作用下,自由電子會發(fā)生定向移動而形成電流,故金屬易導電。不同的金屬導電能力不同,導電性最好的三種金屬依次是銀、銅、鋁。 導熱性:自由電子在運動時與金屬離子相互碰撞,在碰撞過程中發(fā)生能量交換。當金屬的某一部分受熱時,從區(qū)域獲得能量的電子會向別處運動并與金屬離子發(fā)生碰撞,從而將能量從溫度高的區(qū)域傳遞到溫度低的區(qū)域,最后使整塊金屬的溫度趨于一致。金屬的導熱性可以解釋生活中常見的一些現(xiàn)象。比如,在冬天我們感覺金屬制品比木制品更涼,原因是
6、當人接觸到金屬時,金屬很快將人體的熱量傳遞出去,因為木制品不易導熱,所以當人接觸到木制品時,身體的熱量不易散失。,一,二,3.金屬的延展性 延展性實際上是延性和展性的合稱。延性指拉成細絲的性質(zhì),展性指軋成薄片的性質(zhì)。 金屬之所以具有延展性是因為當金屬受到外力時,晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動,由于金屬離子與自由電子之間的相互作用沒有方向性,受到外力后,相互作用沒有被破壞,故金屬只發(fā)生形變而不斷裂,從而使金屬表現(xiàn)出良好的延展性。 不同的金屬延展性不同,延展性最好的是金,1 g金能拉成3.2 km的細絲,可壓制成0.1 m厚的薄片。,一,二,二、金屬晶體 1.金屬晶體的性質(zhì) (1)良好的導電性、
7、導熱性和延展性。 (2)熔、沸點:金屬鍵越強,熔、沸點越高。 同周期金屬單質(zhì),從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點逐漸升高。 同主族金屬單質(zhì),從上到下(如堿金屬)熔、沸點逐漸降低。 合金的熔、沸點一般比其各成分金屬的熔、沸點低。 金屬晶體熔點差別很大,如汞常溫為液體,熔點很低(-38.9 ),而鐵等金屬熔點很高。,一,二,2.金屬晶體的原子堆積模型,一,二,一,二,特別提醒 (1)金屬晶體在外力作用下,各原子層之間發(fā)生相對滑動,但金屬鍵并沒有被破壞; (2)金屬晶體中只有金屬陽離子,無陰離子; (3)原子晶體的熔點不一定都比金屬晶體的高,如金屬鎢的熔點就高于一般的原子晶體; (4)分子晶體的
8、熔點不一定就比金屬晶體的低,如汞常溫下是液體,熔點很低。,知識點1,知識點2,金屬鍵與金屬的物理性質(zhì),【例題1】 要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱,而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關。由此判斷下列說法正確的是() A.金屬鎂的熔點高于金屬鋁 B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸升高的 C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉 D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣,知識點1,知識點2,答案：C 解析：鎂離子比鋁離子的半徑大且所帶的電荷少,所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱,熔、沸點低,硬度小;從Li到Cs,離子的半徑是逐漸增大的,所帶電荷相同
9、,金屬鍵逐漸減弱,熔、沸點逐漸降低,硬度逐漸減小;因鋁離子的半徑小而所帶電荷多,使金屬鋁比金屬鈉中的金屬鍵強,所以金屬鋁比金屬鈉的熔、沸點高,硬度大;因鎂離子的半徑小而所帶電荷與鈣離子相同,使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強,所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點高,硬度大。 點撥 金屬離子所帶電荷越多,半徑越小,金屬鍵越強。金屬鍵越強,晶體熔、沸點越高,硬度越大。,知識點1,知識點2,金屬晶體的結(jié)構(gòu),【例題2】 (1)如圖所示為二維平面晶體示意圖,所表示的化學式為AX3的是。 (2)如圖是金屬銅的一個晶胞,請完成以下各題。,知識點1,知識點2,該晶胞“實際”擁有的銅原子是個。 該晶胞稱為(填序號)。 A.六
10、方晶胞B.體心立方晶胞 C.面心立方晶胞D.簡單立方晶胞 此晶胞立方體的邊長為a cm,Cu的相對原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為 gcm-3,則阿伏加德羅常數(shù)為(用a、表示)。,知識點1,知識點2,點撥 在晶體中,若A原子周圍最近距離的B原子數(shù)為m,B原子周圍最近距離的A原子數(shù)為n,則其化學式可表示為AnBm(有時需要簡化),如:在SiO2晶體中,每個硅原子周圍最近距離的氧原子為4個,每個氧原子周圍最近距離的硅原子為2個,即Si2O4,其化學式可表示為SiO2。 對于晶體結(jié)構(gòu)的計算,要善于運用宏觀的立體結(jié)構(gòu)分析晶胞的微觀結(jié)構(gòu),利用立體幾何知識,分清各原子、離子、分子在空間的相對位置,把化學概念抽象成數(shù)學問題。,
2018-2019學年高中化學 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.3 金屬晶體課件 新人教版選修3.ppt
