第三节 金属晶体.ppt

第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日金属的物理通性：创设问题情景：具有金属光泽、导电导热性、延展性等。金属键的本质：金属原子的价电子比较少，容易失去价电子。在金属晶体中，每个金属原子都有机会失去价电子成为金属阳离子，每个阳离子都有机会结合价电子成为金属原子，这些价电子被许多原子或离子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起。第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日⑴该理论认为金属键是金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起形成了金属键。一．金属键⒈电子气理论⑵金属晶体是由金属阳离子、电子通过金属键形成的一种“巨分子”。第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日金属阳离子的电荷数越多，离子半径越小，金属键越强，金属熔沸点越高。⑶金属键的强度差别很大。第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日2．金属晶体结构与金属导电性的关系自由电子在电场中作定向运动，形成电流，所以金属容易导电。也可用电子气在电场中定向移动来解释。第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日3．金属晶体结构与金属的导热性的关系电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞而导热。金属的热导率随温度升高而降低。第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日4．金属晶体结构与金属的延展性的关系当金属受外力作用时，金属晶体中的各原子层会发生相对滑动，但不会改变其原来的排列方式，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用。第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日金属（除汞外）在常温下一般都是固体。在金属中，金属原子一层层紧密地堆积着，每一个金属原子周围有许多相同的金属原子围绕着。由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。二．金属晶体的原子堆积模型第8页，共22页，星期日，2025年，2月5日1．二维空间模型⑴非密置层，配位数为4。⑵密置层，配位数为6。2．三维空间模型⑴简单立方堆积相邻非密置层原子的原子核在同一直线上，配位数为6。只有钋(Po)采取这种堆积方式。第9页，共22页，星期日，2025年，2月5日⑵钾型将非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层都照此堆积。如Na、K、Fe等是这种堆积方式，配位数为8。第10页，共22页，星期日，2025年，2月5日⑶镁型和铜型密置层的原子按钾型堆积方式堆积。若按ABABAB……的方式堆积为镁型，若按ABCABCABC……的方式堆积为铜型。这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积，配位数均为12。第11页，共22页，星期日，2025年，2月5日三．石墨晶体第12页，共22页，星期日，2025年，2月5日石墨属于晶体,是状结构,C原子呈杂化；晶体中每个C原子被个六边形共用,平均每个环占有个碳原子。322:1:3混合层sp2共价键、金属键和范德华力晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单键数之比为。晶体中存在的作用有：第13页，共22页，星期日，2025年，2月5日【学与问1】（1）取16个直径相等的球体（可用容易得到的一些代用品，如泥球、玻璃球或药丸等），在平面上排成一正方形，每排都有4个球体。在这种放置方式中，每个球体周围都有4个球体与其紧密接触，得到配位数为4的放置方式，称为非密置层放置。（2）同样取16个球体，在平面上也排成4排，第二排球体排在第一排球体的间隙中，每排均照此方式排列。在这种放置方式中，每个球体周围都有6个球体与其紧密接触，得到配位数为6的放置方式，称为密置层放置。除上述两种紧密接触的放置方式外，没有第三种方式。第14页，共22页，星期日，2025年，2月5日【学与问2】（1）取8个直径相等的球体，每4个球体按非密置层放置并粘在一起；在三维空间里，把两层球体按球体在同一直线上堆积，形成一立方体，这种堆积称为简单立方堆积。每个晶胞含有1个原子。（2）取12个直径相等的球体，每4个球体按非密置层放置并粘在一起，把上层球体放在下层球体形成的凹穴中，每层均照此方式堆积，这种堆积方式称为钾型。形成的晶胞也是一立方体，每个晶胞含有2个原子。非密置层在三维空间里的