金屬鍵金屬晶體課件

1、專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)化學(xué)3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一單元 金屬鍵 金屬晶體專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)化學(xué)3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第學(xué)習(xí)目標(biāo)1形成正確的金屬晶體概念，并了解金屬晶體的晶體模型及金屬的共同性質(zhì)、特點(diǎn)。 2理解金屬晶體的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn) 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：金屬晶體的概念、晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：金屬晶體結(jié)構(gòu)模型學(xué)習(xí)目標(biāo)1形成正確的金屬晶體概念，并了解金屬晶體的晶體模型一、金屬鍵與金屬特性P28 交流與討論1、金屬單質(zhì)中金屬原子之間是采用怎樣的方式結(jié)合的呢？ 大多數(shù)金屬單質(zhì)有比較高的熔點(diǎn)，說明金屬晶體中存在著強(qiáng)烈的相互作用（化學(xué)鍵）；金屬具有導(dǎo)電性，說明金屬晶體

2、中存在能夠自由移動的電子。金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用稱為金屬鍵。一、金屬鍵與金屬特性P28 交流與討論2、歸納金屬的物理性質(zhì)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。金屬晶體的結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)有哪些內(nèi)在聯(lián)系呢? 2、歸納金屬的物理性質(zhì)金屬共同的物理性質(zhì)金屬晶體的結(jié)構(gòu)與其性解釋金屬性質(zhì)金屬晶體結(jié)構(gòu)與的關(guān)系 1金屬導(dǎo)電性與金屬晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)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(yùn)動，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。 解釋金屬性質(zhì)金屬晶體結(jié)構(gòu)與的關(guān)系 1金屬導(dǎo)電性與金屬2金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的導(dǎo)熱性的關(guān)系

3、 金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)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。3金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的延展性的關(guān)系 金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，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。2金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的導(dǎo)熱性的關(guān)系 金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性自由電子在外加電場的作用下發(fā)生定向移動自由電子與金屬離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層相對滑動仍保持相互作用.金屬離子和自由電子性質(zhì)微粒金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性自由電子在外加電P29 交流與討論金屬鍵

4、強(qiáng)弱與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系、1、金屬的原子氣化熱：1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時吸收的能量。金屬的原子氣化熱大，金屬鍵就強(qiáng)；金屬的原子氣化熱小，金屬鍵就弱。一般地，金屬原子半徑小，自由電子多，金屬的原子氣化熱就大，金屬鍵就強(qiáng)。2、金屬鍵強(qiáng)，金屬單質(zhì)的溶沸點(diǎn)就高，硬度也較大。P29 交流與討論金屬鍵強(qiáng)弱與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系、1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.金屬離子與自由電子間的強(qiáng)烈的相互作用 D.金屬原子與自由電子間的強(qiáng)烈的相互作用 課堂練習(xí)C1金屬晶體的形成是因為晶體中存在 2金屬能導(dǎo)電的原因是（ ）A.金屬晶體中金屬陽

5、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 B2金屬能導(dǎo)電的原因是（ ）B3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 BB組成粒子：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強(qiáng)烈的相互作用 金屬鍵金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體金屬 鍵強(qiáng)弱判斷:陽離子所帶電荷多、半徑小金屬鍵強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高。課堂小結(jié)：組

6、成粒子：金屬陽離子和自由電子金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的資料金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬是-汞熔點(diǎn)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-金資料金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬是-汞熔點(diǎn)最高的金屬雪花晶體-中國早在漢代就有關(guān)于“雪花六出”的記載，正確描繪了該晶體的外形天然礦物規(guī)則外形 crystal 丹麥生理學(xué)家steno通過研究石英晶體斷面于1669年提出晶面交角守恒定律CH3COONa水晶方鉛礦 PbS。含鉛86.6% 對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(1)雪花晶體-中國早在漢代就有關(guān)于

7、“雪花六出”的記載，正確描繪了對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(2)巴爾托林：摔碎冰晶石碎片與原晶體有相同的斜方六面體外形解理性(沿晶面碎裂)法國的Hay于1784和1802年分別提出晶胞學(xué)說(晶體是由一些具有多面體形狀的分子平行地、無間隙地堆積而成的)和有理指數(shù)定律瑞典米希爾里希E.E.Mitscherlich于1818年發(fā)現(xiàn)同晶現(xiàn)象(晶體外形與化學(xué)組成的關(guān)系)對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(2)巴爾托林：摔碎冰晶石碎片與原晶體對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(3)法國Bravais于1855年提出空間點(diǎn)陣學(xué)說：14種空間點(diǎn)陣法國Weiss提出旋轉(zhuǎn)對稱性1,2,3,4,6;俄國 (伽多林)和德國Hessel分別于1869和1

8、830年證明32種對稱型；對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(3)法國Bravais于1855年提出對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(4)俄國 (費(fèi)多羅夫)、德國Schflies和英國Barlow分別于1890、1891和1894年分別推導(dǎo)230種空間群人在不能觀察晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)而依靠思維建立起幾何結(jié)晶學(xué)對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(4)俄國 (費(fèi)多羅夫)、對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(5)1895年德國物理學(xué)家Rntgen在研究陰極射線引起的熒光現(xiàn)象時，意外的發(fā)現(xiàn)了X射線。由此于1901年獲得第一個諾貝爾物理學(xué)獎(W. C. Rntgen，18451923)對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(5)1895年德國物理學(xué)家Rntge1921年，Laue

9、為了解釋晶體的X射線衍射圖，從一維點(diǎn)陣對X射線的衍射出發(fā)，推導(dǎo)出了決定晶體衍射方向的勞厄方程1912 年在Laue思想的指導(dǎo)下，夫里德里希和克尼平(德國)用CuSO45H2O晶體做光柵進(jìn)行實(shí)驗，得出了第一張X射線衍射圖對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(6)Max von Laue 187919601921年，Laue為了解釋晶體的X射線衍射圖，從一維點(diǎn)陣對對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(7)1913年，W.L.Bragg用X射線衍射法測定了第一個晶體結(jié)構(gòu)-NaCl晶體結(jié)構(gòu)。1914年，W.H.Bragg提出了衍射強(qiáng)度的定義和測量方法。X射線結(jié)構(gòu)分析的建立，標(biāo)志著經(jīng)典晶體學(xué)發(fā)展成為現(xiàn)代晶體學(xué)。William Henr

10、y Bragg(18621942),William Lawrence Bragg(18901971)父子因借助X射線對晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析方面的成就榮獲1915年諾貝爾物理獎。對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(7)1913年，W.L.Bragg用X對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(8)19061919Groth收集了7350個晶體外形：單斜47%，正交29%，三斜12%，四方4%，三方4%，六方2%，立方2%；費(fèi)多羅夫1920年提出由外形確定未知晶體的方法對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(8)19061919Groth收集了對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(9)1927年，德國礦物學(xué)家H.Goldschmidt總結(jié)出了晶體化學(xué)定律。19

11、28年P(guān)auling總結(jié)出五個關(guān)于離子化合物的規(guī)則。Linus Carl Pauling (19011994)1954年因?qū)⒘孔恿W(xué)應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，闡明化學(xué)鍵的本質(zhì)及其應(yīng)用于復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究而榮獲諾貝爾化學(xué)獎。對晶體認(rèn)識的歷史進(jìn)程(9)1927年，德國礦物學(xué)家H.Gol二、金屬晶體2、晶胞: 能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位。 因此研究晶體結(jié)構(gòu)只需研究晶胞的結(jié)構(gòu)。1、晶體： 有規(guī)則的幾何外形的固體二、金屬晶體2、晶胞:1、晶體：3、金屬晶體的結(jié)構(gòu)在金屬晶體在中，金屬原子如同半徑相等的小球一樣，彼此相切、緊密堆積成晶體。并且是有規(guī)律的。金屬晶體常見的堆積方式。思考：金屬原子應(yīng)該如何堆積才能最

12、緊密、節(jié)約空間？3、金屬晶體的結(jié)構(gòu)在金屬晶體在中，金屬原子如同半徑相等的小球4、金屬晶體的堆積方式立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆積4、金屬晶體的堆積方式立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆金屬晶體的原子堆積模型 （a）非密置層（b）密置層金屬晶體的原子堆積模型 （a）非密置層（b）密置 金屬晶體的堆積模型 金屬原子堆積在一起，形成金屬晶體。金屬原子最外層價電子脫離核的束縛，在晶體中自由運(yùn)動，形成“自由電子”，留下的金屬正離子都是滿殼層電子結(jié)構(gòu)，電子云呈球狀分布，所以在金屬結(jié)構(gòu)模型中，人們把金屬正離子近似為等徑圓球。 知識鏈接 金屬晶體的堆積模型 金屬原子堆積在一起，形成金屬晶體。金

13、等徑圓球平鋪成最密的一層只有一種形式，即每個球都和六個球相切，如右圖，第二層球堆上去，為了保持最密堆積，應(yīng)放在第一層的空隙上。每個球周圍有6個空隙，只可能有3個空隙被第二層球占用，第三層球有2種放法，第一種是每個球正對第一層：若第一層為A，第二層為B，以后的堆積按ABAB重復(fù)下去，這樣形成的堆積稱六方最密堆積。 知識鏈接 等徑圓球平鋪成最密的一層只有一種形式，即每個球都和六個 關(guān)鍵是第三層, 對第一、二層來說, 可以有兩種最緊密的堆積方式: 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 ABAB 堆積方式，形成六方緊密堆積, 配位數(shù) 12 (同層 6, 上下各 3)。 另一種是將球

14、對準(zhǔn)第一層的 2, 4, 6 位, 不同于 AB 兩層的位置,這是 C 層. 第四層再排 A, 于是形成 ABCABC 三層一個周期. 得到面心立方堆積, 配位數(shù) 12知識鏈接 關(guān)鍵是第三層, 對第一、二層來說, 可以有兩種最緊密的123456 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 )123456AB， 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？123456 第二層對第一層來講最緊密的堆積方 下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA 第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。12345

15、6 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 ) 下圖是此種六方ABABA 第一種是將球?qū)?zhǔn) 第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的 2，4，6 位，不同于 AB 兩層的位置，這是 C 層。123456123456123456 第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的 5、六方堆積（鎂型）金屬晶體的原子空間堆積模型5、六方堆積（鎂型）金屬晶體的原子空間堆積模型六方（密）堆積六方（密）堆積6、面心立方堆積（銅型）金屬晶體的原子空間堆積模型6、面心立方堆積（銅型）金屬晶體的原子空間堆積模型面心立方堆積 BCA面心立方堆積 BCA7、