金屬鍵與金屬晶體課件

第一單元

金屬鍵金屬晶體第一課時

金屬鍵與金屬特性第一單元

金屬鍵金屬晶體第一課時金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征

大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點，水、干冰等都屬于分子晶體，靠范德華力結合在一起，金剛石等都是原子晶體，靠共價鍵相互結合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢？它們又是靠什么作用結合在一起的呢？大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點，水、干

通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱，在金屬晶體內部，它們可以從金屬原子上“脫落”下來的價電子，形成自由流動的電子。這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子，是均勻分布于整個晶體中。通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子（1）定義：

金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。（2）形成

成鍵微粒:

金屬陽離子和自由電子

存在:

金屬單質和合金中（3）方向性:

無方向性一、金屬鍵與金屬的物理性質1.金屬鍵判斷：有陽離子必須有陰離子嗎？（1）定義：

金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。（2）

具有金屬光澤,能導電,導熱,具有良好的延展性,金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學鍵和金屬原子的堆砌方式所導致的（1）導電性（2）導熱性（3）延展性

2.金屬的物理性質閱讀課本P33，用金屬鍵理論作解釋

具有金屬光澤,能導電,導熱,具有良好的延展性,金屬

通常情況下金屬晶體內部電子的運動是自由流動的，但在外加電場的作用下會定向移動形成電流

導電性通常情況下金屬晶體內部電子的運動是自由流動的，導電物質電解質金屬晶體狀態(tài)導電粒子升溫時導電能力導電本質溶液或熔融液固態(tài)或液態(tài)陰離子和陽離子自由電子增強減弱電解過程自由電子的定向移動導電物質電解質金屬晶體狀態(tài)導電粒子升溫時

金屬的導電性隨溫度的升高而下降

原因：金屬內部主要是金屬陽離子和自由電子,電子可以自由移動,而金屬陽離子只能做很小范圍的振動.當溫度升高時,陽離子的振動加劇,對自由電子的定向移動產(chǎn)生了阻礙作用,故導電能力下降.金屬的導電性隨溫度的升高而下降

原因：金屬內小結：共性金屬晶體與性質的關系導電性導熱性延展性在金屬晶體中，存在許多自由電子，自由電子在外加電場的作用下，自由電子定向運動，因而形成電流由于金屬晶體中自由電子運動時與金屬離子碰撞并把能量從溫度高的部分傳導溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度由于金屬晶體中金屬鍵是沒有方向性的，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍保持金屬鍵的作用，因而在一定外力作用下，只發(fā)生形變而不斷裂小結：共性金屬晶體與性質的關系在金屬晶體中，存在許多金屬NaMgAlCr熔點/℃97.56506601900部分金屬的熔點（4）金屬的熔點的影響因素為什么金屬晶體熔點差距如此巨大？結論：金屬晶體內部微粒之間的作用存在差異，即金屬的熔點高低與金屬鍵的強弱有關。影響金屬鍵的強弱的因素是什么呢？金屬NaMgAlCr熔點/℃97.56506601900部根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請你總結影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱/kJ·mol-1108.4146.4326.4397.5熔點/℃97.56506601900部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請你總結影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlC影響金屬鍵強弱的因素（1）金屬元素的原子半徑-----成反比（2）單位體積內自由電子的數(shù)目-----成正比一般而言：

金屬元素的原子半徑越小，單位體積內自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高。

試著根據(jù)上面的結論，分析一下元素周期表中同周期、同主族金屬元素的熔、沸點、硬度的變化情況？練一練影響金屬鍵強弱的因素（1）金屬元素的原子半徑-----成反比問題解決1.化學鍵一般有哪些？2.構成金屬的微粒有哪些？3.金屬硬度、熔沸點高低受到什么影響？4.金屬熔化需要克服什么作用力？5.哪個物理量來衡量金屬鍵的強弱？6.原子化熱受哪些因素影響？問題解決1.化學鍵一般有哪些？1.下列生活中的問題，不能用金屬鍵知識解釋的是（）

A.

用鐵制品做炊具

B.用金屬鋁制成導線

C.用鉑金做首飾

D.鐵易生銹D練習1.下列生活中的問題，不能用金屬鍵知識解釋的是（7.金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)的多少有關，價電子數(shù)越多金屬鍵越強；與金屬陽離子的半徑大小也有關，金屬陽離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列金屬熔點逐漸升高的是

A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMgB7.金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)的多少有關，價電子數(shù)越多金晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體晶胞：能夠反映晶體結構特征的基本重復單元。晶體的分類：原子晶體，分子晶體，離子晶體，金屬晶體晶體：晶胞：晶體的分類：原子晶體，分子晶體，離子晶體，金屬晶二、金屬晶體金屬晶體晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表性的最小部分。是能夠反映晶體結構特征的基本重復單位。二、金屬晶體金屬晶體晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表性的最晶胞與晶體磚塊與墻蜂室與蜂巢晶胞與晶體金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。主要有三種晶體類型。金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。主要有金屬原子在平面上緊密放置，可有兩種排列方式非密置層密致層探究活動1金屬原子在平面上緊密放置，可有兩種排列方式非密置層密致層探究

金屬晶體是金屬原子在三維空間按一定的規(guī)律堆積而成的探究活動2

非密置層排列的金屬原子，在空間內向上緊密堆積的可能的排列。金屬晶體是金屬原子在三維空間按一定的規(guī)律堆積而成的探究簡單立方堆積體心立方堆積金屬原子的空間堆積方式簡單立方堆積體心立方堆積金屬原子的空間堆積方式探究活動3：利用小球嘗試密致層平面堆積的原子進行空間緊密堆積的可能的排列。123456在一個層中，最緊密的堆積方式，是一個球與周圍6

個球相切，在中心的周圍形成6

個凹位，將其算為第一層。探究活動3：123456在一個層中，最緊密的堆積方式，是123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準1，3，5

位。(或對準2，4，6

位，其情形是一樣的)123456AB，

關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準

下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球對準第一層的球123456

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---A3型。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3

)下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球對六方緊密堆積六方緊密堆積有時也從其中取三分之一，但它不是六方堆積的晶胞有時也從其中取三分之一，但它不是六方堆積的晶胞

第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的

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，是將球對準第一層的123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

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—A1型。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC面心立方堆積面心立方堆積總結：金屬原子在三圍空間的堆積方式：觀察這四種堆積方式的特點？體對角線上球相切面對角線上球相切正六邊形上球相切邊上球均相切總結：金屬原子在三圍空間的堆積方式：觀察這四種堆積方式的特點簡單立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆積簡單立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆積三種典型結構面心立方最密堆積體心立方密堆積六方最密堆積常見金屬Ca,Cu,Au,Al,Pd,Pt,AgLi,Na,K,Ba,W,FeMg,Zn,Ti常見金屬晶體的三種結構型式三種典型結構面心立方最密堆積體心立方密堆積六方最密堆積常見立方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的粒子，同時為8個晶胞所共有，每個粒子有1/8屬于該晶胞；（2）處于棱上的粒子，同時為4個晶胞所共有，每個粒子有1/4屬于該晶胞；（3）處于面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有1/2屬于該晶胞；（4）處于晶胞內部的粒子，則完全屬于該晶胞。立方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的粒子，同時為8個六方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的12個粒子，同時為6個晶胞所共有，每個粒子有1/6屬于該晶胞；（2）處于面上的2個粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有1/2屬于該晶胞；（3）處于晶胞內部的3個粒子，則完全屬于該晶胞。六方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的12個粒子，同時分析這四種堆積方式中含有的原子個數(shù)分別是多少？1個原子2個4個6個分析這四種堆積方式中含有的原子個數(shù)分別是多少？1個原子2個4金屬鍵與金屬晶體課件金屬鍵與金屬晶體課件金屬鍵與金屬晶體課件金屬鍵與金屬晶體課件合金是指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質。合金一般是將各組分熔合成均勻的液體，再經(jīng)冷凝而制得的。合金置換過程合金是指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結1)具有超導性質的合金，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等2)具有特殊電學性質的金屬間化合物，如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半導體材料用3)具有強磁性的合金物，如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有特別優(yōu)異的永磁性能合金的特性：1)具有超導性質的合金，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn4)具有奇特吸釋氫本領的合金（常稱為貯氫材料），如LaNi5，F(xiàn)eTi，R2Mg17和R2Ni2Mg15。(R等僅代表稀土La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一種很有前途的儲能和換能材料。5)具有耐熱特性的合金，如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，F(xiàn)eAl，F(xiàn)e3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等不僅具有很好的高溫強度，并且，在高溫下具有比較好的塑性合金的特性：4)具有奇特吸釋氫本領的合金（常稱為貯氫材料），如LaNi6)耐蝕的合金，如某些金屬的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蝕介質中仍很耐蝕，若通過表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蝕性能；7)具有形狀記憶效應、超彈性和消震性的合金，如TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工業(yè)上得到應用。合金的特性：6)耐蝕的合金，如某些金屬的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等46

以上有不當之處，請大家給與批評指正，謝謝大家！46第一單元

金屬鍵金屬晶體第一課時

金屬鍵與金屬特性第一單元

金屬鍵金屬晶體第一課時金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征金屬元素在周期表中的位置及原子結構特征

大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點，水、干冰等都屬于分子晶體，靠范德華力結合在一起，金剛石等都是原子晶體，靠共價鍵相互結合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢？它們又是靠什么作用結合在一起的呢？大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點，水、干

通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱，在金屬晶體內部，它們可以從金屬原子上“脫落”下來的價電子，形成自由流動的電子。這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子，是均勻分布于整個晶體中。通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子（1）定義：

金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。（2）形成

成鍵微粒:

金屬陽離子和自由電子

存在:

金屬單質和合金中（3）方向性:

無方向性一、金屬鍵與金屬的物理性質1.金屬鍵判斷：有陽離子必須有陰離子嗎？（1）定義：

金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。（2）

具有金屬光澤,能導電,導熱,具有良好的延展性,金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學鍵和金屬原子的堆砌方式所導致的（1）導電性（2）導熱性（3）延展性

2.金屬的物理性質閱讀課本P33，用金屬鍵理論作解釋

具有金屬光澤,能導電,導熱,具有良好的延展性,金屬

通常情況下金屬晶體內部電子的運動是自由流動的，但在外加電場的作用下會定向移動形成電流

導電性通常情況下金屬晶體內部電子的運動是自由流動的，導電物質電解質金屬晶體狀態(tài)導電粒子升溫時導電能力導電本質溶液或熔融液固態(tài)或液態(tài)陰離子和陽離子自由電子增強減弱電解過程自由電子的定向移動導電物質電解質金屬晶體狀態(tài)導電粒子升溫時

金屬的導電性隨溫度的升高而下降

原因：金屬內部主要是金屬陽離子和自由電子,電子可以自由移動,而金屬陽離子只能做很小范圍的振動.當溫度升高時,陽離子的振動加劇,對自由電子的定向移動產(chǎn)生了阻礙作用,故導電能力下降.金屬的導電性隨溫度的升高而下降

原因：金屬內小結：共性金屬晶體與性質的關系導電性導熱性延展性在金屬晶體中，存在許多自由電子，自由電子在外加電場的作用下，自由電子定向運動，因而形成電流由于金屬晶體中自由電子運動時與金屬離子碰撞并把能量從溫度高的部分傳導溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度由于金屬晶體中金屬鍵是沒有方向性的，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍保持金屬鍵的作用，因而在一定外力作用下，只發(fā)生形變而不斷裂小結：共性金屬晶體與性質的關系在金屬晶體中，存在許多金屬NaMgAlCr熔點/℃97.56506601900部分金屬的熔點（4）金屬的熔點的影響因素為什么金屬晶體熔點差距如此巨大？結論：金屬晶體內部微粒之間的作用存在差異，即金屬的熔點高低與金屬鍵的強弱有關。影響金屬鍵的強弱的因素是什么呢？金屬NaMgAlCr熔點/℃97.56506601900部根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請你總結影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱/kJ·mol-1108.4146.4326.4397.5熔點/℃97.56506601900部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請你總結影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlC影響金屬鍵強弱的因素（1）金屬元素的原子半徑-----成反比（2）單位體積內自由電子的數(shù)目-----成正比一般而言：

金屬元素的原子半徑越小，單位體積內自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高。

試著根據(jù)上面的結論，分析一下元素周期表中同周期、同主族金屬元素的熔、沸點、硬度的變化情況？練一練影響金屬鍵強弱的因素（1）金屬元素的原子半徑-----成反比問題解決1.化學鍵一般有哪些？2.構成金屬的微粒有哪些？3.金屬硬度、熔沸點高低受到什么影響？4.金屬熔化需要克服什么作用力？5.哪個物理量來衡量金屬鍵的強弱？6.原子化熱受哪些因素影響？問題解決1.化學鍵一般有哪些？1.下列生活中的問題，不能用金屬鍵知識解釋的是（）

A.

用鐵制品做炊具

B.用金屬鋁制成導線

C.用鉑金做首飾

D.鐵易生銹D練習1.下列生活中的問題，不能用金屬鍵知識解釋的是（7.金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)的多少有關，價電子數(shù)越多金屬鍵越強；與金屬陽離子的半徑大小也有關，金屬陽離子的半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷下列金屬熔點逐漸升高的是

A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMgB7.金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)的多少有關，價電子數(shù)越多金晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體晶胞：能夠反映晶體結構特征的基本重復單元。晶體的分類：原子晶體，分子晶體，離子晶體，金屬晶體晶體：晶胞：晶體的分類：原子晶體，分子晶體，離子晶體，金屬晶二、金屬晶體金屬晶體晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表性的最小部分。是能夠反映晶體結構特征的基本重復單位。二、金屬晶體金屬晶體晶胞：從晶體中“截取”出來具有代表性的最晶胞與晶體磚塊與墻蜂室與蜂巢晶胞與晶體金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。主要有三種晶體類型。金屬晶體金屬原子通過金屬鍵形成的晶體稱為金屬晶體。主要有金屬原子在平面上緊密放置，可有兩種排列方式非密置層密致層探究活動1金屬原子在平面上緊密放置，可有兩種排列方式非密置層密致層探究

金屬晶體是金屬原子在三維空間按一定的規(guī)律堆積而成的探究活動2

非密置層排列的金屬原子，在空間內向上緊密堆積的可能的排列。金屬晶體是金屬原子在三維空間按一定的規(guī)律堆積而成的探究簡單立方堆積體心立方堆積金屬原子的空間堆積方式簡單立方堆積體心立方堆積金屬原子的空間堆積方式探究活動3：利用小球嘗試密致層平面堆積的原子進行空間緊密堆積的可能的排列。123456在一個層中，最緊密的堆積方式，是一個球與周圍6

個球相切，在中心的周圍形成6

個凹位，將其算為第一層。探究活動3：123456在一個層中，最緊密的堆積方式，是123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準1，3，5

位。(或對準2，4，6

位，其情形是一樣的)123456AB，

關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準

下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球對準第一層的球123456

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---A3型。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3

)下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球對六方緊密堆積六方緊密堆積有時也從其中取三分之一，但它不是六方堆積的晶胞有時也從其中取三分之一，但它不是六方堆積的晶胞

第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的

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，是將球對準第一層的123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

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—A1型。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC面心立方堆積面心立方堆積總結：金屬原子在三圍空間的堆積方式：觀察這四種堆積方式的特點？體對角線上球相切面對角線上球相切正六邊形上球相切邊上球均相切總結：金屬原子在三圍空間的堆積方式：觀察這四種堆積方式的特點簡單立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆積簡單立方堆積體心立方堆積六方堆積面心立方堆積三種典型結構面心立方最密堆積體心立方密堆積六方最密堆積常見金屬Ca,Cu,Au,Al,Pd,Pt,AgLi,Na,K,Ba,W,FeMg,Zn,Ti常見金屬晶體的三種結構型式三種典型結構面心立方最密堆積體心立方密堆積六方最密堆積常見立方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的粒子，同時為8個晶胞所共有，每個粒子有1/8屬于該晶胞；（2）處于棱上的粒子，同時為4個晶胞所共有，每個粒子有1/4屬于該晶胞；（3）處于面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有1/2屬于該晶胞；（4）處于晶胞內部的粒子，則完全屬于該晶胞。立方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）處于頂點的粒子，同時為8個六方晶胞中粒子數(shù)的求算方法：（1）