人教版晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)《金屬晶體》參考課件.ppt
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第三節(jié)金屬晶體,金屬樣品,思考1:從上述金屬的應(yīng)用來看,金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢?,思考2:金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢?,思考題,一、金屬共同的物理性質(zhì),容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等,二、金屬的結(jié)構(gòu),1、電子氣理論:由于金屬原子的最外層電子數(shù)較少,容易失去電子成為金屬離子,金屬原子釋放出的價(jià)電子不專門屬于某個(gè)特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個(gè)金屬中自由運(yùn)動(dòng),這些電子又稱為自由電子.自由電子幾乎均勻分布在整個(gè)晶體中,像遍布整塊金屬的“電子氣”,從而把所有金屬原子維系在一起。,組成粒子:,金屬陽離子和自由電子,2、金屬鍵:金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用叫做金屬鍵(電子氣理論),3、金屬晶體:通過金屬鍵結(jié)合形成的單質(zhì)晶體。金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體,微粒間作用力:,金屬鍵,特征:金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的共價(jià)鍵,這種鍵既沒有方向性,也沒有飽和性,金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng),使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性,4、電子氣理論對(duì)金屬的物理性質(zhì)的解釋,在金屬晶體中,充滿著帶負(fù)電的“電子氣”(自由電子),這些電子氣的運(yùn)動(dòng)是沒有一定方向的,但在外加電場(chǎng)的條件下,自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成電流,所以金屬容易導(dǎo)電。不同的金屬導(dǎo)電能力不同,導(dǎo)電性最強(qiáng)的三中金屬是:Ag、Cu、Al,金屬導(dǎo)電性的解釋,水溶液或熔融狀態(tài)下,晶體狀態(tài),自由移動(dòng)的離子,自由電子,思考:電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導(dǎo)電,這與金屬導(dǎo)電的本質(zhì)是否相同?,化學(xué)變化,物理變化,增強(qiáng),減弱,“電子氣”(自由電子)在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞,引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí),那個(gè)區(qū)域里的“電子氣”(自由電子)能量增加,運(yùn)動(dòng)速度加快,通過碰撞,把能量傳給金屬離子。“電子氣”(自由電子)在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞從而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。,金屬導(dǎo)熱性的解釋,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)瓉淼呐帕蟹绞?,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(rùn)滑劑的作用,所以在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后,仍可保持這種相互作用,因而即使在外力作用下,發(fā)生形變也不易斷裂。因此,金屬都有良好的延展性。,金屬延展性的解釋,4、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)金屬原子價(jià)電子越多,原子半徑越小,金屬離子與自由電子的作用力就越強(qiáng),晶體的熔沸點(diǎn)就越高,反之越低。,思考:為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下逐漸降低,而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下卻逐漸升高?,三、金屬晶體的原子堆積模型,1、幾個(gè)概念緊密堆積: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,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:晶體的空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù),用它來表示緊密堆積的程度,2、金屬晶體的原子在二維平面堆積模型,金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平面上排列,有兩種排布方式,按(b)圖方式排列,圓球周圍剩余空隙最小,稱為密置層;按(a)圖方式排列,剩余的空隙較大,稱為非密置層。,(a)非密置層(b)密置層,3、金屬晶體的原子在三維空間堆積模型,簡(jiǎn)單立方堆積(Po),簡(jiǎn)單立方堆積,體心立方堆積鉀型(堿金屬),體心立方堆積,配位數(shù):8,鎂型,銅型,第二層對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1,3,5位。(或?qū)?zhǔn)2,4,6位,其情形是一樣的),關(guān)鍵是第三層,對(duì)第一、二層來說,第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。,下圖是此種六方緊密堆積的前視圖,A,第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。,于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期,即ABAB堆積方式,形成六方緊密堆積。,配位數(shù)12。(同層6,上下層各3),空間利用率為74%,3、鎂型,此種立方緊密堆積的前視圖,A,第四層再排A,于是形成ABCABC三層一個(gè)周期。得到面心立方堆積。,配位數(shù)12。(同層6,上下層各3),面心立方:銅型,鎂型,銅型,金屬晶體的兩種最密堆積方式,Po(釙),1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,能力訓(xùn)練,2、某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式緊密堆積,即在晶體結(jié)構(gòu)中可以劃出一塊正立方體的結(jié)構(gòu)單元,金屬原子處于正立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)側(cè)面上,試計(jì)算這類金屬晶體中原子的空間利用率。,8、已知金屬銅為面心立方晶體,如圖所示,銅的相對(duì)原子質(zhì)量為63.54,密度為8.936g/cm3,試求:(1)圖中正方形邊長(zhǎng)a,(2)銅的金屬半徑r,a,a,r,r,o,r,r,提示:數(shù)出面心立方中的銅的個(gè)數(shù),- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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