33金属晶体课件（人教版选修3）.ppt

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1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 123456123456TiTi丰富多彩的金属样品丰富多彩的金属样品 一一、金属共同的物理性质金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属为什么具有这些共同性质呢金属为什么具有这些共同性质呢?二、金属的结构二、金属的结构组成粒子：组成粒子：作用力：作用力：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子金属离子和自由电子之间的较强作金属离子和自由电子之间的较强作用用 金属键（电子气理论）金属键（电子气理论）金属晶体：金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体通过金属键作用形成的单质晶体金属 键强弱判断:阳

2、离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。【讨论讨论1 1】金属为什么易导电？金属为什么易导电？在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下下自由电子自由电子就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所以，因而形成电流，所以金属容易导电。金属容易导电。晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体 导电时的状态导电时的状态导电粒子导电粒子水溶液或水溶液或熔融状态下熔融状态下晶体状态晶体状态自由移动的离子自由移动的离子 自由电子自由电子比较离子晶体、金属晶

3、体导电的区别：比较离子晶体、金属晶体导电的区别：三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系1、金属晶体结构与金属导电性的关系、金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论讨论2 2】金属为什么易导热？金属为什么易导热？自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。快，通过碰撞，把能量传给金属离子。金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子运动时与

4、自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。，从而使整块金属达到相同的温度。2、金属晶体结构与金属导热性的关系、金属晶体结构与金属导热性的关系3、金属晶体的基本堆积模型、金属晶体的基本堆积模型（1）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，使它们占有最小的间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。空间。（3）配位数配位数：在晶体中与每个微粒紧密：在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数。相邻的微粒个数。（2）空间利用率空间利用率：晶体的空间被微粒占：晶体的空

5、间被微粒占满的体积百分数，用它来表示紧密堆积满的体积百分数，用它来表示紧密堆积的程度。的程度。2、金属原子金属原子尽可能地互相接近尽可能地互相接近，尽量占据较小，尽量占据较小的空间。的空间。紧密堆积紧密堆积活动与探究活动与探究1：平面上平面上金属原子金属原子紧紧密排列密排列的方式的方式 从蓝色盒子里取出：从蓝色盒子里取出：4组乒乓球（组乒乓球（3个排成一条直线的）个排成一条直线的）将乒乓球放置在将乒乓球放置在平面平面上，排成上，排成4排，使排，使球面球面紧密接触紧密接触，有哪些排列方式？，有哪些排列方式？平面上平面上金属原子金属原子紧密排列紧密排列的的两种方式两种方式配位数为配位数为4配位数为

6、配位数为611223344564个小球形成一个个小球形成一个四边形四边形空隙空隙，一种空隙。，一种空隙。见见“”。3个小球形成一个个小球形成一个三角形三角形空隙，空隙，两种空隙两种空隙。一一 种：种：见见“”另一种：另一种：见见“”平面上平面上金属原子金属原子紧密排列紧密排列的的两种方式两种方式非密置层放置非密置层放置密置层放置密置层放置配位数为配位数为4配位数为配位数为61122334456活动与探究活动与探究2三维空间三维空间里里非密置层非密置层金属原子的金属原子的堆积方式堆积方式 先将两组小球以先将两组小球以非密置层非密置层的排列方式排列在的排列方式排列在一个平面上：一个平面上：在其上方

7、再堆积一层在其上方再堆积一层非密置层非密置层排列的小球，排列的小球，使使相邻层上相邻层上的小球的小球紧密接触紧密接触，有哪些堆积方，有哪些堆积方式？式？三维空间三维空间里里非密置层非密置层的的金属原子的堆积方式金属原子的堆积方式（1）第二层小球的第二层小球的球心球心正对正对着着第一层小球的第一层小球的球心球心（2）第二层小球的第二层小球的球心球心正对正对着着第一层小球形成的第一层小球形成的空穴空穴 简简简简单单单单立立立立方方方方晶晶晶晶胞胞胞胞（1）简单立方堆积）简单立方堆积Po4、金属晶体的原子堆积模型、金属晶体的原子堆积模型配位数：配位数：12341234566同层同层4，上下层各，上下

8、层各1（2）金属原子半径）金属原子半径 r 与正方体边长与正方体边长 a 的关系：的关系：a aa aa aa aa=2 r（3）简单立方晶胞平均占有的原子数目：）简单立方晶胞平均占有的原子数目：818=1体体体体心心心心立立立立方方方方晶晶晶晶胞胞胞胞（2）体心立方堆积）体心立方堆积（碱金属）（碱金属）配位数：配位数：81 12 23 34 45 56 67 78 8上下层各上下层各4（2）金属原子半径）金属原子半径 r 与正方体边长与正方体边长 a 的关系：的关系：a aa aa aa a2 2ab=4 rb=3aa=4 r3b b2 2a（3）体心立方晶胞平均占有的原子数目：）体心立方晶

9、胞平均占有的原子数目：818=2+1活动与探究活动与探究3 三维空间三维空间里里密置层密置层金属原子的金属原子的堆积方式堆积方式 将将密置层密置层的小球在一个平面上黏合在一起，的小球在一个平面上黏合在一起，再一层一层地堆积起来（再一层一层地堆积起来（至少堆至少堆4层层），使），使相邻层相邻层上的小球上的小球紧密接触紧密接触，有哪些堆积方式，有哪些堆积方式？注意：堆积方式的周期性、稳定性注意：堆积方式的周期性、稳定性AABB三维空间三维空间里里密置层密置层的的金属原子的堆积方式金属原子的堆积方式（1）ABAB堆积方式堆积方式（2）ABCABC堆积方式堆积方式123456123456A AB B第

10、二层小球的球心对准第一层的第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位位（）或对准）或对准 2、4、6 位（位（）。）。关键是第三层关键是第三层，对第一、二层来说，第三层，对第一、二层来说，第三层可以有可以有两种两种最紧密的堆积方式。最紧密的堆积方式。俯视图俯视图 前视图前视图ABABA（3）ABAB堆积方式堆积方式第三层小球对准第一层的小球。第三层小球对准第一层的小球。每两层形成一个周期每两层形成一个周期地地紧密堆积紧密堆积。123456（4）ABCABC堆积方式堆积方式第三层小球对准第一层小球空穴的第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位位。第四层同第一层。第四层同第一层。每三层形成一个

11、周期每三层形成一个周期地地紧密堆积紧密堆积。123456123456ABABCA123456前视图前视图前视图前视图C俯视图：俯视图：ABAB堆积方式堆积方式ABCABC堆积方式堆积方式（3）ABAB堆积方式堆积方式 六方最密堆积六方最密堆积（镁）（镁）1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111121212配位数：配位数：123456同层同层同层同层 6 6，上下层各上下层各上下层各上下层各 3 3六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：六方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：6112=6+3+212金属原子的半径金属原子的半径 r 与六棱柱的边长与六棱柱的边长 a、高、高

12、 h 的关系：的关系：a=2 ra ah hh=a632；（4）ABCABC堆积方式堆积方式面心立方最密堆积面心立方最密堆积（铜）（铜）A B CA B C1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111121212配位数：配位数：同层同层同层同层 6 6，上下层各上下层各上下层各上下层各 3 3123456面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：818=4+216金属原子的半径金属原子的半径r与正方体的边长与正方体的边长a的关系：的关系：a=4 r2a aa aa aa aa a阅读课文阅读课文P76资料卡片资料卡片1.金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比2.混合晶体混合晶体思考题思考题（1）六方紧密堆积的晶胞中：）六方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径金属原子的半径r与六棱柱的边长与六棱柱的边长a、高、高h有什有什么关系？么关系？（2）面心立方紧密堆积的晶胞中：）面心立方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径金属原子的半径r与正方体的边长与正方体的边长a有什么关有什么关系？系？