金屬晶體自制ppt課件

1、一、教學(xué)內(nèi)容,1、課標(biāo)中的內(nèi)容(1)知道金屬鍵的涵義,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)(2)知道金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒,微粒間作用力與分子晶體,原子晶體的區(qū)別,2、教材中的內(nèi)容 本節(jié)課是人教版化學(xué)選修3第三章第三節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，是在學(xué)習(xí)分子晶體、原子晶體、離子晶體的基礎(chǔ)上認(rèn)識金屬晶體。 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包含知識點：金屬晶體的模型及性質(zhì)的一般特點、金屬晶體的概念、晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。只需要一個課時就能完成,二、教學(xué)對象分析,1、知識技能方面：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了晶體的概念、分子晶體、原子晶體等，具有一定的基本理論知識和技能知識。 2、學(xué)習(xí)方法方面：在前面研究過分子晶體、原子晶體知識， 具有一定的學(xué)習(xí)方法基

2、礎(chǔ),三、設(shè)計思想以及教學(xué)目標(biāo),總的思路是聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際，運用啟發(fā)討論法以及多媒體教學(xué)平臺，讓學(xué)生： 1.了解金屬晶體的模型及性質(zhì)的一般特點。 2.能用金屬晶體的有關(guān)知識解釋金屬的一些共同性質(zhì)。 3.通過比較幾種晶體，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)晶體的興趣,四、教學(xué)的重點和難點,1、教學(xué)重點：金屬晶體的概念：晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系， 2、教學(xué)難點：金屬晶體結(jié)構(gòu)模型,Ti,金屬晶體,金屬離子與自由電子之間的強烈的相互作用力,一.金屬鍵,1.定義,2.電子氣理論,3.金屬鍵的強度,金屬鍵,價電子數(shù)越多、離子半徑越小、電荷數(shù)越多金屬鍵就越強,該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成

3、遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所以的金屬原子維系在一起,金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽離子和自由電子，陽離子整體共同吸引自由電子而結(jié)合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強作用就叫做金屬鍵。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化學(xué)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，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性。金屬鍵是一種遍布整個晶體的離域化學(xué)鍵。 強調(diào)：金屬晶體是以金屬鍵為基本作用力的晶體,4.說明,一.金屬鍵,金屬鍵,2.組成粒子： 3.作用力,金屬陽離子和自由電子,金屬離子和自由電子之間的較強作用 金屬鍵（電子氣理論

4、,1.定義,金屬離子與自由電子通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體,金屬晶體,4.金屬晶體結(jié)構(gòu)特點： （1）在晶體中，不存在單個分子 （2）金屬陽離子被自由電子所包圍,一.金屬鍵,金屬晶體共同的物理性質(zhì)： 導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性 , 有金屬光澤,一.金屬鍵,在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電,水溶液或熔融狀態(tài)下,自由移動的離子,自由電子,比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別,1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系,晶體狀態(tài),自由電子在運動時經(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，

5、那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。 金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞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,2、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系,金屬晶體共同的物理性質(zhì),一.金屬鍵,原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導(dǎo)致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。 當(dāng)金屬受到一定的外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，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，所以在各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，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

6、。因此，金屬都有良好的延展性,不同的金屬在某些性質(zhì)方面，如密度、硬度、熔點等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關(guān),3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系,金屬晶體共同的物理性質(zhì),一.金屬鍵,4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色,當(dāng)光線投射到金屬表面時，由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。 而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。 當(dāng)金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色,金屬晶體共同的物理性質(zhì),一.金屬鍵,金屬晶體熔點

7、變化規(guī)律,1、金屬晶體熔點變化較大， 與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強弱有密切關(guān)系,2、一般情況下，金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定： 金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，金屬鍵越強，熔點就相應(yīng)越高，硬度也越大。但金屬性越弱 如：K Na Mg Al,一.金屬鍵,金屬之最,熔點最低的金屬是,汞,熔點最高的金屬是,鎢,密度最小的金屬是,鋰,密度最大的金屬是,鋨,硬度最小的金屬是,銫,硬度最大的金屬是,鉻,最活潑的金屬是,銫,最穩(wěn)定的金屬是,金,延性最好的金屬是,鉑,展性最好的金屬是,金,一.金屬鍵,課后閱讀材料 1超導(dǎo)體一類急待開發(fā)的材料 一般說來，金屬是電的良好導(dǎo)體(汞的

8、很差)。1911年荷蘭物理學(xué)家H昂內(nèi)斯在研究低溫條件下汞的導(dǎo)電性能時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降到約4 K(即269、)時汞的電阻“奇異”般地降為零，表現(xiàn)出超導(dǎo)電性。后又發(fā)現(xiàn)還有幾種金屬也有這種性質(zhì)，人們將具有超導(dǎo)性的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。 2合金：兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬于混合物，對應(yīng)的固體為金屬晶體。合金的特點仍保留金屬的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；熔點比各成份金屬的都低；強度、硬度比成分金屬大；有的抗腐蝕能力強；導(dǎo)電性比成分金屬差,一.金屬鍵,金屬晶體的形成是因為晶體中存在（ ） A.金屬離子間的相互作用 B.金屬原子間的相互作用 C.金屬離子與

9、自由電子間的強烈的相互作用 D.金屬原子與自由電子間的強烈的相互作用 金屬能導(dǎo)電的原因是（ ） A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱 B.金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 C.金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 D.金屬晶體在外加電場作用下可失去電子,練習(xí),C,B,下列敘述正確的是（ ）A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子B.原子晶體中只含有共價鍵 C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵 D.分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵 為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點從上到下卻升高,B,練習(xí),小結(jié)：三種

10、晶體類型與性質(zhì)的比較,只削弱分子間作用力或氫鍵，不破壞微粒內(nèi)部的化學(xué)鍵,破壞離子鍵,相似相溶,難溶于常見溶劑,不溶或與水反應(yīng),破壞共價鍵,相鄰原子之間以共價鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體,通過金屬鍵形成的晶體,共價鍵,范德華力,金屬鍵,原子,分子,金屬陽離子和自由電子,很高,很低,差別較大,很大,很小,差別較大,無（硅為半導(dǎo)體,無,導(dǎo)體,金剛石、二氧化硅等,Ar、S等,Au、Fe、Cu等,二.金屬晶體的原子堆積模型,金屬晶體中的原子可堪稱直徑相等的實心球體。將等徑小球在一平面上排列，有兩種排布方式：按左圖方式排列，小球周圍剩余空隙較大，稱為非密置層；按右圖

11、方式排列，剩余的空隙最小，稱為密置層,平面堆積模型,非密置層（配位數(shù)為4,密置層（配位數(shù)為6,1.簡單立方堆積（Po,空間堆積模型,簡單立方堆積,2.鉀型（體心立方堆積）（ IA，VB，VIB,空間堆積模型,配位數(shù)：8,體心立方堆積,第二層對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，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式,思考：密置層的堆積方式有哪些,A,第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球,于是每兩層形成一個周期，即 AB AB 堆積方式，形成六方緊密堆積,配位數(shù) 12 。 ( 同層 6，上下層各 3,3.鎂型（六方密

12、堆積,空間堆積模型,六方密堆積,A,第四層再排 A，于是形成 ABC ABC 三層一個周期。 得到面心立方堆積,配位數(shù) 12 。 ( 同層 6， 上下層各 3,4.銅型（面心立方,空間堆積模型,面心立方,Po (釙,5.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 C.金屬元素在不同化合物中的化合價均不同 D.金屬單質(zhì)的熔點總是高于分子晶體,6.關(guān)于A族和A族元素的下列說法中正確的是 A.同一周期中，A族單質(zhì)的熔點比A族的高 B.濃度都是0.01molL1時，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小 C.氧化鈉的熔點比氧化鎂的高

13、D.加熱時碳酸鈉比碳酸鎂易分解,練習(xí),7.據(jù)報道硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。下圖是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子：6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為（ ） A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg2B2,B,8.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的釔鋇銅氧化合物在90K具有超導(dǎo)性，若該化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是（ ） A、 YBa2Cu3O4 B、YBa2Cu2O5 C、YBa2Cu3O5 D、YBaCu4O4,C,9.有A、B、C三種元素。已知4gA元素的單質(zhì)與水作用，標(biāo)況下放出H22.24L

14、，反應(yīng)中有1.2041023個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。B元素可與A形成AB2型的離子化合物，且知A、B的離子具有相同的核外電子排布。元素C的氣態(tài)氫化物可與其最高價氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成鹽，1mol該鹽含42個電子。據(jù)此填寫下列空白： （1）元素符號：A_，B_，C_。 （2）用電子式表示C的氣態(tài)氫化物的形成過程_；它與B的氣態(tài)氫化物反應(yīng)時有_現(xiàn)象發(fā)生，生成物的電子式_，它屬于_晶體,10.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頂點和六個側(cè)面上，試計算這類金屬晶體中原子的空間利用率,11.已知金屬銅為面心立方晶體，如圖所示，銅的相