金属晶体ppt课件.ppt
一、金属共同的物理性质一、金属共同的物理性质 导电性、导热性、延展性、有金属光泽等导电性、导热性、延展性、有金属光泽等二、金属的结构二、金属的结构1 1、电子气理论、电子气理论：由于金属原子的最外层电：由于金属原子的最外层电子数较少子数较少,容易失去电子成为金属离子容易失去电子成为金属离子,金属原金属原子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属离子离子,而为许多金属离子所共有而为许多金属离子所共有,并在整个金属并在整个金属中自由运动中自由运动,这些电子又称为自由电子这些电子又称为自由电子.自由电自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的属的“电子气电子气”，从而把所有金属原子维系在，从而把所有金属原子维系在一起。一起。组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子2 2、金属键、金属键：金属离子和自由电子之间的强烈金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）的相互作用叫做金属键（电子气理论）3 3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键结合形成的单质通过金属键结合形成的单质晶体。金属单质和合金都属于金属晶体晶体。金属单质和合金都属于金属晶体微粒间作用力：微粒间作用力：金属键金属键自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子错位错位+问题：问题：为什么碱金属单质的熔沸点随着原子为什么碱金属单质的熔沸点随着原子序数的升高而逐渐降低序数的升高而逐渐降低?元素元素 LiNaKRbCsFr熔点熔点/180.597.8163.6538.8928.8427沸点沸点/1347822.9774688678.4677结论结论：金属原子价电子越多，原子半径金属原子价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，晶体的熔沸点就越高，反之越低强，晶体的熔沸点就越高，反之越低。三、金属晶体的原子堆积模型三、金属晶体的原子堆积模型1 1、与金属晶体相关的几个概念、与金属晶体相关的几个概念 紧密堆积紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间的空间 配位数配位数：在晶体中与每个微粒紧密相：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数邻的微粒个数 空间利用率空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度积百分数，用它来表示紧密堆积的程度2、金属晶体的原子在二维平面堆积模型、金属晶体的原子在二维平面堆积模型（a a）非密置层）非密置层 （b b）密置层）密置层3、金属晶体的原子在三维空间堆积模型、金属晶体的原子在三维空间堆积模型（1 1）、简单立方堆积（）、简单立方堆积（PoPo）简单立方堆积简单立方堆积（2 2）、体心立方堆积）、体心立方堆积钾型（碱金属）钾型（碱金属）堆积方式堆积方式：非密置层非密置层上层金属原子填上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中入下层金属原子形成的凹穴中配位数：配位数：8体心立方堆积体心立方堆积堆积方式堆积方式：密置层密置层上层金属原子填入下层金上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中属原子形成的凹穴中（3 3）、六方最密堆积（镁型）与面心立）、六方最密堆积（镁型）与面心立方最密堆积（铜型）方最密堆积（铜型）第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准是将球对准1 1，3 3，5 5 位。位。(或对准或对准 2 2，4 4，6 6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的 )123456AB，关键关键是第三层，对第一、二层来说，是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有第三层可以有两种两种最紧密的堆积方式。最紧密的堆积方式。下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球第一种是将球对准第一层的球123456 于是每两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成堆积方式，形成六方六方最最密堆积密堆积（镁型）（镁型）。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)，空间利用率为，空间利用率为74%第三层的第三层的另一种另一种排列方式，排列方式，是将球对准是将球对准第一层的第一层的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位两层的位置置，这是这是 C 层。层。123456123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层第四层再排再排 A，于是形成于是形成 ABC ABC 三层一个周期。三层一个周期。得得到到面心立方堆积面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方52%6钾型(bcp)K、Na、Fe68%8镁型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12铜型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(钋)1 1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是下列有关金属元素特征的叙述中正确的是A A金金属属元元素素的的原原子子只只有有还还原原性性，离离子子只只有有氧氧化化 性性B B金属元素在化合物中一定金属元素在化合物中一定显显正价正价C C金属元素在不同化合物中的化合价均不同金属元素在不同化合物中的化合价均不同D D金属金属单质的熔点总是高于分子晶体单质的熔点总是高于分子晶体能力训练能力训练2 2、某些金属晶体、某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。间利用率。8、已知金属铜为、已知金属铜为面心立方晶体面心立方晶体，如图所示，如图所示，铜的相对原子质量为铜的相对原子质量为63.54，密度为，密度为8.936g/cm3，试求试求（1）图中正方形边长）图中正方形边长 a，（2）铜的金属半径铜的金属半径 raarrorr提示：提示：数出面心立方中的铜的个数：数出面心立方中的铜的个数：面心立方面心立方:铜型铜型 BCA
