33金属晶体学案4（人教版选修3)

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1、第三节金属品体【学习目标】1.理解金属键的概念和电子气理论2.初步学会用电子气理论解释金属的物理性质3.了解金属晶体内原子的儿种常见排列方式【重点】金属键和电子气理论、金属晶体内原子的空间排列方式【难点】金属具有共同物理性质的解释、金属晶体内原子的空间排列方式【学习过程】一、金属键1、定义：和的较强的相互作用叫做金属键。2、成键微粒：和3、本质：金属阳离子和自由电子间的作用叫静电作用4、特征：没有和5、影响因素：金属键的强弱与离子、离子有关。6、金属键对物质性质的影响金属越小，离子所带的电荷越多，则金属键越，金属的熔点沸点

2、，硬度越。同周期的金属单质，从左到右点熔沸点,硬度;同主族的金属单质，从上至下熔沸点,硬度【注意】：一般地，合金的熔沸点比其他各成分金属的熔沸点o金属晶体的熔点变化差别很大。如Hg在常温下为液态，熔点低而&等金属熔点高，这是由于金属晶体密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同造成的。二、电子气理论及其对金属通性的解释1.电子气理论：(1)理论内容：金属原子上“脱落”下来的形成遍布整块晶体的,被所有原子，从而把所有的金属原子维系在一起，由此可见，金属晶体和原子晶体一样，是一种金属晶体的电子气理论示意图在金属晶体中，自由电

3、子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有。金属离子的运动状态是在一定范围内振内，而不是自由移动1.用电子气理论解释一些金属的物理性质⑴金属导电性的解释在金属晶体中，充满着带负电的“电子气〃，这些电子气的运动是一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会发生，因而形成电流，所以金属容易导电。⑵金属导热性的解释金属容易导热是由于电子气中的在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而把能量从温度的部分传到温度的部分，从而使整块金属达到的温度。⑶金属延展性的解释大多数金属具有较好的延展性，与金属离

4、子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生，但不会改变，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，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易。因此，金属都有良好的延展性。电子气理论对金属良好延展性的解释：［讲］当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。纯金属内，所有原

5、子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得闲难。因此合金比纯金属延展性要差。⑷颜色由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时，可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现银灰色以至光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向,晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈色或色。三、金属品体(一)•金属晶体:(1)定义：和通过形成的晶体。(2)构成微粒：°(

6、3)微粒间相互作用：o(二)、金属晶体的原子堆积模型1.概念①紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒I'可尽可能地相互接近，使它们占有最小的空I'可②空间利用率：空I'可被晶格质点占满的百分数。用来表示紧密堆积的程度③配位数：在品体中，与离子直接相连的带异电荷的离子数称为配位数2.金属晶体的原子堆积模型层，配位数为(1)金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层层，配位数为—_(1)金属原子在三维空间里有四种堆积方式①简单立方体堆积非密置层排列的金属原子，在空间内可能的排列。kJJJJ为清晰起见,我们便金属原子不相接融,

7、以便更好地考察这种堆积的晶胞JJJJ相邻非密置层原子的原干核在同一直线上的堆积这种堆积方式形成的品胞是一个,每个品胞含—个原子，被称为堆积。这种堆积方式的空间利用率,只有金属针采取这种堆积方式。简单立方堆积空间占有率二^xl00o/o=52.36o/o②体心立方堆积——钾型如杲是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴小，每层均照此堆积，如下图:这种堆积方式所得的晶胞是一个含个原子的立方体，一个原子在立方体的,另一个在立方体的,称为体心立方堆积，这种堆积方式的空间利用率（）显然比简单立方堆积的多了，许多金属是这种堆

8、积方式，如碱金属，简称为钾型。2x—体心“方用枳空间片仃率=X100%=68.02%③六方最密堆积和面心立方最密堆积对于密置层的原子按钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式一--和,即：镁型和铜型。六方最密堆积如下图左侧，按的方式堆积；面心立方最密堆积如图右侧，按的方式堆积•这两种堆积方式都是金属晶体