化学：312《金属晶体》课件苏教版选修3.ppt

金属晶体 一.金属的分类 通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，在金属晶体内部，它们可以从金属原子上“脱落”下来的价电子，形成自由流动的电子。这些电子不是专属于某几个特定的金属离子，是均匀分布于整个晶体中。 （1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 （2）形成 成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中 （3）方向性: 无方向性  具有金属光泽,能导电,导热,具有良好的延展性,金属的这些共性是有金属晶体中的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的 （1）导电性 （2）导热性 （3）延展性 小结： 金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱又可以用原子化热来衡量。原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。 6. 影响金属键强弱的因素 （1）金属元素的原子半径 （2）单位体积内自由电子的数目 一般而言： 金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。 如：同一周期金属原子半径越来越小，单位体积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬度越来越大；同一主族金属原子半径越来越大，单位体积内自由电子数减少，故熔点越来越低，硬度越来越小。 2. 常见三种密堆积的晶胞 B C A ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？ 我们来加以说明。 这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。 金属钾 K 的立方体心堆积 　　还有一种空间利用率稍低的堆积方式—A2型---立方体心堆积：立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。 配位数 8 ，空间利用率为68.02%。 六方紧密堆积 面心立方紧密堆积 立方体心堆积 金属的 堆积方式 体心立方结构晶胞 面心立方结构晶胞 * 按密度分 重金属：铜、铅、锌等 轻金属：铝、镁等 冶金工业 黑色金属：铁、铬、锰 有色金属：除铁、铬、锰以外的金属 按储量分 常见金属：铁、铝等 稀有金属： 二、金属键与金属的物理性质 1.金属键 2. 金属的物理性质 通常情况下金属晶体内部电子的运动是自由流动的，但在外加电场的作用下会定向移动形成电流 导电本质 升 温 时 导电能力 导电粒子 状 态 金属晶体 电解质 导电物质 溶液或熔融液 固态或液态 阴离子和阳离子 自由电子 增强 减弱 电解过程 自由电子的定向移动 延展性 导热性 导电性 金属晶体与性质的关系 共 性 在金属晶体中，存在许多自由电子，自由电子在外加电场的作用下，自由电子定向运动，因而形成电流 由于金属晶体中自由电子运动时与金属离子 碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度 由于金属晶体中金属键是没有方向性的，各原子层之间发生相对滑动以后，仍保持金属键的作用，因而在一定外力作用下，只发生形变而不断裂 1900 660 650 97.5 熔点/℃ Cr Al Mg Na 金属 部分金属的熔点 （4）金属的熔点 为什么金属晶体熔点差距如此巨大？ 结论： 金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属的熔点高低与金属键的强弱有关。 影响金属键的强弱的因素是什么呢？ 根据下表的数据，请你总结影响金属键的因素 1900 660 650 97.5 熔点/℃ 397.5 326.4 146.4 108.4 原子化热/kJ·mol-1 124.9 143.1 160 186 原子半径/pm 3d54s1 3s23p1 3s2 3s1 原子外围电子排布 Cr Al Mg Na 金属 部分金属的原子半径、原子化热和熔点 1.下列有关金属键的叙述错误的是 ( ) A. 金属键没有方向性 B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在 的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整块金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键 有关 B 练 习 2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是 A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性 B. 金属元素在化合物中一定显正化合价 C. 金属元素在不同化合物中化合价均不相同 D. 金属元素的单质在常温下均为晶体 B 3. 金属的下列性质与金属键无关的是( ) A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性