3.3.1金屬晶體課件高二化學人教版選擇性必修2-1

第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第1課時

金屬晶體離子晶體第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[學習目標]1.能辨識常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中的構(gòu)成微粒

及微粒間作用，并解釋金屬的物理性質(zhì)(重點)。2.能辨識常見的離子晶體，能從微觀角度理解離子鍵對離子晶體性質(zhì)

的影響，能從宏觀角度解釋離子晶體性質(zhì)的差異(重點)。3.通過對離子晶體模型的認識，理解離子晶體的結(jié)構(gòu)特點，預測其性質(zhì)

(重、難點)。引入新課除汞外，金屬在常溫下都是晶體，金屬原子如何緊密地堆積在一起的？鐵銅金鈦鉑汞金屬鍵一、金屬鍵與金屬晶體1．金屬鍵(1)概念：金屬陽離子與自由電子之間的強烈的相互作用。形成原因：金屬原子的電離能較低，容易失去電子而形成金屬陽離子和自由電子，金屬陽離子通過共同吸引自由電子而結(jié)合在一起，形成金屬鍵。(2)成鍵粒子：金屬陽離子和自由電子(3實質(zhì)：金屬陽離子和自由電子間的靜電作用。(4)特征：沒有方向性及飽和性，金屬中的電子在整個三維空間內(nèi)運動，屬于整塊金屬。一、金屬鍵與金屬晶體1．金屬鍵(5)影響因素：原子半徑、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目一般而言，r金屬原子越小，單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目多，金屬鍵越強。(6)對物質(zhì)性質(zhì)的影響：①金屬鍵越強，晶體的熔沸點越高，晶體的硬度越大②金屬鍵強弱不同，所以金屬的性質(zhì)差異很大。如鈉熔點較低、硬度較小，而鎢熔點最高、鉻硬度最大。(1)概念：通過金屬鍵形成的晶體(除汞外)在常溫下都是晶體一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體(2)特點①構(gòu)成金屬晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子；②在金屬晶體中，不存在單個分子；③金屬晶體中金屬陽離子被自由電子所包圍(3)電子氣理論：描述金屬鍵本質(zhì)的最簡單理論，表述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體性質(zhì)延展性導熱性導電性顏色怎樣理解金屬晶體的這些性質(zhì)？(3)金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系導電性：自由移動的電子在電場的作用下作定向移動，形成電流。一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體電子定向移動通電導電電子運動沒有固定方向未通電一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體電解質(zhì)溶液與金屬導電的區(qū)別晶體類型電解質(zhì)金屬晶體導電時的狀態(tài)導電粒子導電時發(fā)生的變化導電能力隨溫度的變化水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動的離子自由電子化學變化物理變化增強減弱(3)金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系導熱性：自由電子在運動時與金屬陽離子碰撞，引起兩者能量交換，進而局部受熱，再把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，最終使得整塊金屬達到相同的溫度。一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體從一點加熱加熱點低溫區(qū)高溫區(qū)(3)金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系延展性：當金屬受外力作用，晶體中的各原子層相對滑動，但不改變排列方式，而彌漫在金屬原子間的電子氣起潤滑劑作用。一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體自由電子+金屬離子錯位++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++(3)金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系一、金屬鍵與金屬晶體2．金屬晶體顏色：當光投射到金屬表面，自由電子吸收可見光，然后又把各種波長的光大部分再反射出來,這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色或銀白色光澤。。而金屬在粉末狀態(tài)時，金屬晶體的取向雜亂，排列不規(guī)則，吸收可見光后反射不出去，呈現(xiàn)暗灰色和黑色(1)同周期金屬元素形成的單質(zhì)，從左到右，熔沸點升高（如Na<Mg<Al）一、金屬鍵與金屬晶體3．金屬晶體熔沸點的變化差別較大(2)同主族金屬元素形成的單質(zhì)，從上到下，熔沸點較低（如堿金屬）熔點低的金屬晶體：鋰、鈉、鉀、銣（200℃以下）鎢——熔點最高(3410℃)(3)合金的熔沸點比其各成分金屬的熔沸點低（如鋁合金<Al）(4)金屬晶體熔點差別很大。金屬陽離子半徑減小，所帶電荷增多，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次增強1.正誤判斷(1)常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體的形式存在(2)金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失(3)金屬晶體的構(gòu)成粒子為金屬原子(4)同主族金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低，體現(xiàn)金屬鍵逐漸減弱(5)金屬晶體的熔點一定比分子晶體的高√×××√一、金屬鍵與金屬晶體應(yīng)用體驗3.可用“自由電子”與金屬離子的碰撞中有能量傳遞來解釋的物理性質(zhì)是A.金屬是熱的良導體B.金屬是電的良導體C.金屬有良好的延展性

D.有金屬光澤，不透明√一、金屬鍵與金屬晶體2.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√晶體類型共價晶體分子晶體金屬晶體概念作用力構(gòu)成微粒物理性質(zhì)熔沸點硬度導電性實例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等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)的晶體共價鍵原子很大很高無(硅為半導體)分子分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體范德華力、氫鍵很低很小無通過金屬鍵形成的晶體金屬鍵金屬陽離子和自由電子差別較大差別較大導體三種晶體類型與性質(zhì)的比較二、金屬晶體的原子堆積模型

由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，每個金屬原子中的電子分布基本是球型對稱的，所以把金屬晶體可以看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的?？臻g利用率：

指構(gòu)成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占有的體積百分比。球體積空間利用率=*100%

晶胞體積配位數(shù)：

晶體中每個粒子周圍距離最近且相等的粒子的數(shù)目。-----等徑圓球密置列等徑圓球非密置層

配位數(shù)=4配位數(shù)=6等徑圓球密置層（1）非密置層堆積方式1、金屬原子在一維（直線）方向上的排列方式2、金屬原子在二維（平面）方向上的排列方式[Po]配位數(shù)：空間利用率：每個晶胞含原子數(shù)：6152%代表金屬：1、簡單立方堆積金屬原子半徑r與正方體邊長a的關(guān)系：2r空間利用率=4πr3/3(2r)3=≈52%π6非密置層堆積方式配位數(shù)：空間利用率：每個晶胞含原子數(shù)：868%22、體心立方堆積-----鉀型代表金屬：K、Na、Fe金屬原子半徑r與正方體邊長a的關(guān)系：空間利用率=2×4πr3/3()3=≈68%π84r/33鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式思考：密置層的堆積方式有哪些？123456第二層可以將球?qū)?，3，5位，或?qū)?，4，6位。第三層與第一層一致

123456AB，鎂型---123456

每兩層形成一個周期ABAB堆積方式形成六方緊密堆積。

六方緊密堆積的前視圖ABABA12003.六方最密堆積--鎂型配位數(shù)：每個晶胞含原子數(shù)：空間利用率：代表金屬：12（同層6，上、下層各3）2Mg、Zn、Ti74%六方晶胞中，DABO為正四面體，正四面體的高為c/2D六方晶胞中，DABO為正四面體，正四面體的高為c/2a＝b＝2r

DG2＋AG2＝AD2（AD＝a）——平行四邊形的高——正四面體的高

——晶胞的高

晶胞中有2個球

D金屬原子的半徑r與六棱柱的邊長a、高h的關(guān)系：a=2rahh=a632第二種---銅型。第三層的另一種排列方式將球?qū)实谝粚拥?，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層123456123456面心立方最密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排AABCABC三層一個周期面心立方最密堆積。

BCA配位數(shù)：空間占有率：每個晶胞含原子數(shù)：1274%4代表金屬：Cu、Ag、Au邊長為

a面對角線邊長為