金属晶体的原子堆积模型.pptx

一、金属键一、金属键1.金属晶体：2.金属晶体的物性3.金属键 （1）定义：（2）构成粒子：（3）.“电子气”理论 （4）存在（5）.金属键强弱的判断：金属单质形成的固体。金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用金属阳离子和自由电子导电，导热，延展性，金属光泽。熔沸点差异大阳离子所带电荷多、半径小，金属键强，阳离子所带电荷多、半径小，金属键强，熔沸点高。熔沸点高。金属单质或合金金属单质或合金金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的的“电子气电子气”，被所有原子共用，从而把所有，被所有原子共用，从而把所有的原子维系在一起。的原子维系在一起。第1页/共31页电子其理论与金属性质的关系导电性导电性导热性导热性延展性延展性金属金属离子离子和自和自由电由电子子自由电子自由电子在外加电在外加电场的作用场的作用下发生定下发生定向移动向移动自由电自由电子与金子与金属离子属离子碰撞传碰撞传递热量递热量晶体中各晶体中各原子层相原子层相对滑动对滑动,但排列方但排列方式不变式不变金属光泽金属光泽由于自由由于自由电子可电子可吸吸收所有频收所有频率的光率的光，然后很快然后很快释释放出各放出各种频率的种频率的光光第3页/共31页金属晶体结构具有金属光泽和颜色由于自由电子可由于自由电子可吸收所有频率的光吸收所有频率的光，然后很快释，然后很快释放出各种频率的光放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。第4页/共31页为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？习练馈反返回第5页/共31页二、金属晶体的原子堆积模型第6页/共31页三、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、几个概念、几个概念 紧密堆积紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间能的相互接近，使它们占有最小的空间配位数配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数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积：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百分数，用它来表示紧密堆积的程度第7页/共31页三种典型立方晶体结构三种典型立方晶体结构体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方第8页/共31页金属晶体原子平面排列方式有几种？金属晶体原子平面排列方式有几种？非密置层探究A143213642A5密置层配位数为4配位数为6第9页/共31页金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积非密置层层层堆积情况1：相邻层原子在同一直线上的堆积第10页/共31页简单立方堆积简单立方堆积配位数：晶胞含金属原子数16例：（PoPoPoPo）第11页/共31页 体心立方体心立方体心立方体心立方堆积堆积堆积堆积非密置层层层堆积情况2：相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中第12页/共31页体心立方堆积体心立方堆积配位数：28晶胞含金属原子数:金属晶体的堆积方式钾型第13页/共31页123456思考：第二层思考：第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？对第一层来讲最紧密的堆积方式有几种？123456AB，思考：对第一、二层来说，第思考：对第一、二层来说，第三层可以最紧密的堆积方式有三层可以最紧密的堆积方式有几种？几种？密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。123456第14页/共31页一种是将球对准一种是将球对准第一层的球。第一层的球。123456123456另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位六方最密堆积第15页/共31页 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一种是将球对准一种是将球对准第一层的球。第一层的球。123456于是于是每两层形成一个每两层形成一个周期周期，即，即 ABABABAB堆积方堆积方式，形成六方紧密堆积。式，形成六方紧密堆积。第16页/共31页六方密堆积六方密堆积六方密堆积六方密堆积配位数：12。(同层6，上下层各3)晶胞含金属原子数:6金属晶体的堆积方式镁型第17页/共31页第18页/共31页第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。123456123456123456面心立方最密堆积第19页/共31页123456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第四层再排第四层再排 A A，于，于是形成是形成 ABCABCABCABC三三层一个周期。层一个周期。配位数：配位数：12(12(同层同层66，上下层各上下层各33)第20页/共31页面心立方面心立方 BCA晶胞含金属原子数:4金属晶体的堆积方式铜型第21页/共31页第22页/共31页堆积模型采纳这种堆积的典型代表配位数晶胞镁型Mg Zn Ti12简单立方Po6钾型Na K Fe8铜型Cu Ag Au12总总结结思考：4中模型单位体积容纳原子数大小关系？52%68%74%74%空间利用率第23页/共31页再见第24页/共31页1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推可推知：甲晶体中知：甲晶体中A与与B的离子个数比为的离子个数比为 ；乙晶体的化学式为；乙晶体的化学式为；丙晶体的；丙晶体的化学式为化学式为_；丁晶体的化学式为；丁晶体的化学式为_。1：1C2DEFXY3Z第25页/共31页2、钙、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钛矿晶胞结构如图所示。观察钙钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？钛、氧的微粒个数比为多少？第26页/共31页3 3、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨，如图所示。它是层状结构，层与层石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为原子之间靠作用力相结合，其键角为1212。分析。分析图中每个六边形含有图中每个六边形含有 个碳原子。个碳原子。2第27页/共31页4 4、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是解析：由于本题团簇分子指的是解析：由于本题团簇分子指的是解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可出该结构内两种原子的数目就可出该结构内两种原子的数目就可出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：以了。答案为：以了。答案为：以了。答案为：TiTi1414C C1313第28页/共31页在石墨晶体中，层与层之间是以 结合，同一层内C原子与C原子以 结合成平面网状结构，故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。在同一层中，每个C原子与 个C原子形成C-C键，键角为 ，其中最小的环为 元环，每个C原子被 个六元环共有，每个C-C键被 个六元环共有；每个六元环拥有的C原子数为_ _，拥有的C-C键数为_，则C原子数与C-C键数之比为_。2:323范德华力共价键1203六325、过渡型晶体第29页/共31页6.食盐晶体如右图所示。在晶体中，表示Na+，表示Cl。已知食盐的密度为 g/cm3，NaCl摩尔质量M g/mol，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和Cl 的间距大约是 A cm B cm C cm D cm B第30页/共31页感谢您的观看。第31页/共31页