金屬鍵、金屬晶體

1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.你能根據(jù)右圖中金屬的用途及日常生活經(jīng)驗(yàn)歸納出金屬的物理性你能根據(jù)右圖中金屬的用途及日常生活經(jīng)驗(yàn)歸納出金屬的物理性質(zhì)嗎質(zhì)嗎?你知道金屬為什么具有這些物理性質(zhì)嗎你知道金屬為什么具有這些物理性質(zhì)嗎?金屬鍵與金屬特性金屬鍵與金屬特性1.金屬鍵金屬鍵(3)方向性：方向性：無方向性無方向性(2)形成：形成：成鍵微粒：成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子金屬陽離子和自由電子 存存 在：在：金屬單質(zhì)和合金中金屬單質(zhì)和合金中(1) 定義：定義：金屬原子失去部分或全部外圍電子形成的金屬原子失去部分或全部外圍電子形成的和和之間的強(qiáng)烈的相互作用。之間的強(qiáng)烈的相互作用。1.非金屬原子之間通過共

2、價(jià)鍵結(jié)非金屬原子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合成單質(zhì)或化合物，活潑金屬合成單質(zhì)或化合物，活潑金屬與活潑非金屬通過離子鍵結(jié)合與活潑非金屬通過離子鍵結(jié)合形成了離子化合物。那么，金形成了離子化合物。那么，金屬單質(zhì)中金屬原子之間是采取屬單質(zhì)中金屬原子之間是采取怎樣的方式結(jié)合的呢？怎樣的方式結(jié)合的呢？3根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你總結(jié)影響金屬鍵的因素根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你總結(jié)影響金屬鍵的因素金屬金屬Na MgAlCr原子外圍電子排布原子外圍電子排布3s1 3s23s23p13d54s1原子半徑原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱原子化熱/kJmol-1108.4146.4326.4397.5熔點(diǎn)熔點(diǎn)/97.

3、56506601900部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點(diǎn)部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)、硬度與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵的強(qiáng)弱金屬的熔點(diǎn)、硬度與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵的強(qiáng)弱又可以用原子化熱來衡量。又可以用原子化熱來衡量。原子化熱原子化熱是指是指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量。4(1) 金屬元素的原子半徑金屬元素的原子半徑(2) 單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目一般而言：一般而言： 金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強(qiáng)，金

4、屬晶體的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越越大，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。高。 如：如：同一周期金屬原子半徑越來越小，單位體積內(nèi)自同一周期金屬原子半徑越來越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加，故熔點(diǎn)越來越高，硬度越來越大；同一由電子數(shù)增加，故熔點(diǎn)越來越高，硬度越來越大；同一主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小。少，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小。具有金屬光澤，能具有金屬光澤，能，金屬的這些，金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)致的。共性是有金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)

5、致的。通常情況下金屬晶體內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)是自由流動(dòng)的，但在外加電通常情況下金屬晶體內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)是自由流動(dòng)的，但在外加電場(chǎng)的作用下會(huì)定向移動(dòng)形成電流，所以金屬具有導(dǎo)電性。場(chǎng)的作用下會(huì)定向移動(dòng)形成電流，所以金屬具有導(dǎo)電性。(1) 導(dǎo)電性導(dǎo)電性金屬鍵與金屬特性金屬鍵與金屬特性2. 金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì)6導(dǎo)電物質(zhì)導(dǎo)電物質(zhì)電解質(zhì)電解質(zhì)金屬晶體金屬晶體狀狀 態(tài)態(tài)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電粒子升溫時(shí)升溫時(shí)導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力溶液或熔融液溶液或熔融液固態(tài)或液態(tài)固態(tài)或液態(tài)陰離子和陽離子陰離子和陽離子自由電子自由電子增強(qiáng)增強(qiáng)減弱減弱比較電解質(zhì)導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電的區(qū)別：比較電解質(zhì)導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電的區(qū)別：化學(xué)變化化學(xué)變化物理變化物理

6、變化(2)導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。(3)延展性延展性 金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂，因此在一定強(qiáng)度的外力作使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂，因此在

7、一定強(qiáng)度的外力作用下，金屬可以發(fā)生形變，表現(xiàn)為良好的用下，金屬可以發(fā)生形變，表現(xiàn)為良好的延展性延展性。金屬鍵與金屬特性金屬鍵與金屬特性8金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色 由于自由電子可由于自由電子可吸收所有頻率的光吸收所有頻率的光，然，然后很快釋后很快釋放出各種頻率的光放出各種頻率的光，因此絕大，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色的顏色。 當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，

8、金屬晶體的晶面取晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。后輻射不出去，所以成黑色。共共 性性金屬晶體與性質(zhì)的關(guān)系金屬晶體與性質(zhì)的關(guān)系導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性延展性延展性在金屬晶體中，存在許多自由電子，自由電子在外加電在金屬晶體中，存在許多自由電子，自由電子在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流場(chǎng)的作用下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)，因而形成電流由于金屬晶體中自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞并把能由于金屬晶體中自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞并把能量從溫度高的部分傳導(dǎo)溫度低的部分，從而使整塊金屬量從溫度高的部分傳導(dǎo)溫度低的部分，從而使整塊金屬

9、達(dá)到相同的溫度達(dá)到相同的溫度由于金屬晶體中金屬鍵是沒有方向性的，各原子層之間由于金屬晶體中金屬鍵是沒有方向性的，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍保持金屬鍵的作用，因而在一定發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍保持金屬鍵的作用，因而在一定外力作用下，只發(fā)生形變而不斷裂外力作用下，只發(fā)生形變而不斷裂金屬晶體與性質(zhì)的關(guān)系金屬晶體與性質(zhì)的關(guān)系101.下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是 ( ) A. 金屬鍵沒有方向性金屬鍵沒有方向性 B. 金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用 C. 金屬鍵中的電子屬于整塊金屬金屬鍵中的電子

10、屬于整塊金屬 D. 金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)B2.下列有關(guān)金屬元素特性的敘述正確的是下列有關(guān)金屬元素特性的敘述正確的是 ( ) A. 金屬原子只有還原性金屬原子只有還原性,金屬離子只有氧化性金屬離子只有氧化性 B. 金屬元素在化合物中一定顯正化合價(jià)金屬元素在化合物中一定顯正化合價(jià) C. 金屬元素在不同化合物中化合價(jià)均不相同金屬元素在不同化合物中化合價(jià)均不相同 D. 金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為晶體金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為晶體B3物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高，物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出：金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔

11、、沸點(diǎn)越高，且據(jù)研究表明，一般說來，金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，則金屬鍵且據(jù)研究表明，一般說來，金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)。由此判斷下列說法錯(cuò)誤的是越強(qiáng)。由此判斷下列說法錯(cuò)誤的是(雙選雙選)()A鎂的硬度大于鋁的硬度鎂的硬度大于鋁的硬度B鎂的熔、沸點(diǎn)低于鈣的熔、沸點(diǎn)鎂的熔、沸點(diǎn)低于鈣的熔、沸點(diǎn)C鎂的硬度大于鉀的硬度鎂的硬度大于鉀的硬度D鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀的熔、沸點(diǎn)鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀的熔、沸點(diǎn)AB 114. 下圖是金屬晶體內(nèi)部的下圖是金屬晶體內(nèi)部的“電子氣電子氣”理論示意圖：理論示意圖：仔細(xì)觀察并用仔細(xì)觀察并用“電子氣電子氣”理論解釋金屬導(dǎo)電的原因是理論解釋金屬導(dǎo)電的原因是

12、()A金屬晶體中的金屬離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)金屬晶體中的金屬離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)B金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)C金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子D金屬晶體中金屬離子與自由電子間的相互作用較弱金屬晶體中金屬離子與自由電子間的相互作用較弱B5. 下列物質(zhì)中含有金屬鍵的是下列物質(zhì)中含有金屬鍵的是(雙選雙選)()A金屬鋁金屬鋁 B合金合金 CNaOH DNH4ClAB6. 金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在()金屬原子金屬原子金屬離子金屬離子自

13、由電子自由電子 陰離子陰離子A只有只有 B只有只有 C D C 晶體的結(jié)構(gòu)是晶胞在空間連續(xù)重復(fù)延伸而形成的。在金屬晶體晶體的結(jié)構(gòu)是晶胞在空間連續(xù)重復(fù)延伸而形成的。在金屬晶體中，金屬原子如同半徑相等的小球一樣，彼此相切、緊密堆積成中，金屬原子如同半徑相等的小球一樣，彼此相切、緊密堆積成晶體。金屬晶體中金屬原子的緊密堆積是有一定規(guī)律的。晶體。金屬晶體中金屬原子的緊密堆積是有一定規(guī)律的。金屬晶體金屬晶體(1)定義：定義：通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。 通常情況下，大多數(shù)金屬單質(zhì)及其合金也是晶體。通常情況下，大多數(shù)金屬單質(zhì)及其合金也是晶

14、體。(2)晶胞：晶胞：晶體中能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位晶體中能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位1. 晶體晶體磚塊磚塊與與墻墻 蜂室蜂室與與蜂巢蜂巢 晶胞晶胞與與晶體晶體平行六面體平行六面體13 二維平面堆積方式二維平面堆積方式I I 型型II II 型型行列對(duì)齊四球一空行列對(duì)齊四球一空 非最緊密排列非最緊密排列行列相錯(cuò)三球一空行列相錯(cuò)三球一空最緊密排列最緊密排列密置層密置層非密置層非密置層14 三維空間堆積方式三維空間堆積方式. 簡(jiǎn)單立方堆積簡(jiǎn)單立方堆積15形成簡(jiǎn)單形成簡(jiǎn)單立方晶胞立方晶胞，空間利用率較低，空間利用率較低5252 ，金，金屬釙（屬釙（PoPo）采取這種堆積方式。）采取這

15、種堆積方式。16. 體心立方堆積體心立方堆積NaNa、K K、CrCr、MoMo、W W等等屬于體屬于體心立方堆積心立方堆積。體心立方堆積：非密置層在空間體心立方堆積：非密置層在空間一層一層的堆積的另一種方式是一層一層的堆積的另一種方式是將上層的金屬原子填入下層四個(gè)將上層的金屬原子填入下層四個(gè)金屬原子形成的凹穴中，下一層金屬原子形成的凹穴中，下一層的原子核與上一層中四個(gè)球圍成的原子核與上一層中四個(gè)球圍成的空在同一直線上。的空在同一直線上。 8 8 個(gè)頂點(diǎn)上個(gè)頂點(diǎn)上的球互不相切，但均與體心位置的球互不相切，但均與體心位置上的球相切。上的球相切。 配位數(shù)配位數(shù) 8 8 ，空間利用率為空間利用率為

16、68% 68% 。17密堆積的定義密堆積的定義:密堆積：由無方向性的金屬鍵、離子鍵和范德華力密堆積：由無方向性的金屬鍵、離子鍵和范德華力等結(jié)合的晶體中，原子、離子或分子等微觀粒子等結(jié)合的晶體中，原子、離子或分子等微觀粒子總是趨向于相互配位數(shù)高，能充分利用空間的堆總是趨向于相互配位數(shù)高，能充分利用空間的堆積密度最大的那些結(jié)構(gòu)。積密度最大的那些結(jié)構(gòu)。 密堆積方式因充分利用了空間，而使體系的勢(shì)能盡密堆積方式因充分利用了空間，而使體系的勢(shì)能盡可能降低，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?？赡芙档?，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。18第一層第一層 ：19123456 第二層第二層 ： 對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是

17、將球?qū)?zhǔn)球?qū)?zhǔn)1，3，5 位。位。 ( 或?qū)?zhǔn)或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一位，其情形是一樣的樣的 )123456AB， 關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第三層可以有兩種關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。最緊密的堆積方式。20 上圖是此種六方上圖是此種六方堆積的前視圖堆積的前視圖ABABA 第一種：第一種： 將第三層球?qū)?zhǔn)第一層的球?qū)⒌谌龑忧驅(qū)?zhǔn)第一層的球123456 于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即周期，即 AB AB 堆積方堆積方式，形成六方堆積式，形成六方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 ( 同層同層 6，上下層各上下層各 3 ). .六方堆積六

18、方堆積鎂、鋅、鈦等屬于六方堆積鎂、鋅、鈦等屬于六方堆積 21六方最密堆積六方最密堆積分解圖分解圖22 第三層的第三層的另一種另一種排列排列方式，方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層是將球?qū)?zhǔn)第一層的的 2 2，4 4，6 6 位位，不同不同于于 AB AB 兩層的位置兩層的位置，這是這是 C C 層。層。12345612345612345623123456此種立方緊密堆積的前視圖此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A，于是形成于是形成 ABC ABC 三層一個(gè)周期。三層一個(gè)周期。 這種堆積方式可劃分出面心這種堆積方式可劃分出面心立方晶胞。立方晶胞。 配位數(shù)配位數(shù) 12 12 ( (

19、 同層同層 6 6， 上下層各上下層各 3 ) 3 ) .面心立方堆積面心立方堆積金、銀、銅、鋁等屬于面心立方堆積金、銀、銅、鋁等屬于面心立方堆積 24BCA ABC ABCABC ABC 形式的堆積，形式的堆積，為什么是面心立方堆積？為什么是面心立方堆積？ 我們來加以說明。我們來加以說明。2526理解金屬晶體中原理解金屬晶體中原子的堆積方式子的堆積方式六方堆積六方堆積面心立方堆積面心立方堆積體心立方堆積體心立方堆積立方堆積立方堆積鉀鉀型型銅銅型型釙釙型型鎂鎂型型27簡(jiǎn)單立方堆積簡(jiǎn)單立方堆積配位數(shù)配位數(shù) = 6空間利用率空間利用率 = 52.36% 體心立方堆積體心立方堆積 體心立方晶胞體心立

20、方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 8空間利用率空間利用率 = 68.02% 六方堆積六方堆積 六方晶胞六方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 12空間利用率空間利用率 = 74.05%面心立方堆積面心立方堆積面心立方晶胞面心立方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 12空間利用率空間利用率 = 74.05%堆積方式及性質(zhì)小結(jié)堆積方式及性質(zhì)小結(jié)28不同金屬晶體的堆積方式不同金屬晶體的堆積方式簡(jiǎn)單立方簡(jiǎn)單立方體心立方體心立方面心立方面心立方六方六方釙釙Po鈉鈉Na/鉀鉀K鉻鉻Cr/鎢鎢w等等金金Au/銀銀Ag銅銅Cu等等鎂鎂Mg/鋅鋅Zn等等2. 晶胞中金屬原子數(shù)目的計(jì)算（平均值）晶胞中金屬原子數(shù)目的計(jì)算（平均值）30頂點(diǎn)占頂點(diǎn)占1/8

21、棱上占棱上占1/4面心占面心占1/2體心占體心占1 晶胞中的微粒數(shù)是指晶胞中的微粒數(shù)是指 完全屬于完全屬于 該晶胞的微粒數(shù)。該晶胞的微粒數(shù)。晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的上下左右前后無間隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且上下左右前后無間隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。所以，要考慮一個(gè)晶胞中的微排列是完全相同的。所以，要考慮一個(gè)晶胞中的微粒是否與其他晶胞共有。粒是否與其他晶胞共有。(1) 處于處于頂點(diǎn)頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共

22、有，每個(gè)粒子有個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/8屬于屬于該晶胞；該晶胞；(2) 處于處于棱上棱上的粒子，同時(shí)為的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/4屬于該屬于該晶胞；晶胞；(3) 處于處于面上面上的粒子，同時(shí)為的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/2屬于該屬于該晶胞；晶胞；(4) 處于晶胞處于晶胞內(nèi)部?jī)?nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞。的粒子，則完全屬于該晶胞。晶胞中粒子數(shù)的求算方法：晶胞中粒子數(shù)的求算方法：2. 晶胞中金屬原子數(shù)目的計(jì)算（平均值）晶胞中金屬原子數(shù)目的計(jì)算（平均值）在六方體頂點(diǎn)的微粒為在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的

23、為個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)棱柱共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該棱柱。個(gè)棱柱共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該棱柱。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：121/6 + 21/2 + 3 = 6 在立方體頂點(diǎn)的微粒為在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。個(gè)晶胞共有。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：81/8 + 61/2 = 4 在立方體頂點(diǎn)的微粒為在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心的個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。金屬原子全部屬于該晶胞。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：81/8 + 1 = 2長(zhǎng)方體晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)：長(zhǎng)方體晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)： 頂點(diǎn)頂點(diǎn)-1

24、/8 棱棱-1/4 面心面心-1/2 體心體心-1(1)體心立方：體心立方：(2)面心立方：面心立方：(3)六方棱柱：六方棱柱：2. 晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算331201200 0 x xy yz z每個(gè)六棱柱實(shí)際上含有三個(gè)晶胞每個(gè)六棱柱實(shí)際上含有三個(gè)晶胞六方堆積：六方堆積：每個(gè)六棱柱含的原子個(gè)數(shù)為每個(gè)六棱柱含的原子個(gè)數(shù)為 =612 1/6+2 1/2+3則每個(gè)晶胞含原子個(gè)數(shù)為則每個(gè)晶胞含原子個(gè)數(shù)為234金晶體的最小重復(fù)單元金晶體的最小重復(fù)單元( (也稱晶胞也稱晶胞) )是面心立方體，即是面心立方體，即在立方體的在立方體的8 8個(gè)頂點(diǎn)各有個(gè)頂點(diǎn)各有個(gè)金原子，各個(gè)面的中心個(gè)金原子，各

25、個(gè)面的中心有一個(gè)金原子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共有有一個(gè)金原子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共有( (如如圖圖) )。金原子的直徑為。金原子的直徑為d d，用，用NANA表示阿伏加德羅常數(shù)，表示阿伏加德羅常數(shù)，M M表示金的摩爾質(zhì)量。表示金的摩爾質(zhì)量。 (1)(1)金晶體每個(gè)晶胞中含有金晶體每個(gè)晶胞中含有 個(gè)金原子。個(gè)金原子。 (2)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定外，還應(yīng)假定 。 (3)一個(gè)晶胞的體積是多少一個(gè)晶胞的體積是多少?(4)金晶體的密度是多少金晶體的密度是多少?3536晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則頂點(diǎn)上原子被晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示

26、，則頂點(diǎn)上原子被_個(gè)晶胞共有個(gè)晶胞共有,側(cè)棱上的原子被側(cè)棱上的原子被_個(gè)晶胞所個(gè)晶胞所共有，共有，頂面棱上的原子被頂面棱上的原子被_個(gè)晶胞所共個(gè)晶胞所共有有思考思考:如果晶胞結(jié)構(gòu)為六棱柱如果晶胞結(jié)構(gòu)為六棱柱,結(jié)果如何結(jié)果如何? 12 6 437晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，其中含面體的原子晶體，其中含有有20個(gè)等邊三角形和一定個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)原子，試觀察右各有一個(gè)原子，試觀察右邊圖形，回答：邊圖形，回答：這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元由這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元由 個(gè)硼原子組成，個(gè)硼原子組成

27、，鍵角是鍵角是 ，共含有，共含有 個(gè)個(gè)BB鍵。鍵。 12306038金晶體的晶胞是面心立方晶胞，金原子的直徑金晶體的晶胞是面心立方晶胞，金原子的直徑為為d d，用，用N NA A表示阿伏加德羅常數(shù)，表示阿伏加德羅常數(shù)，M M表示金的表示金的摩爾質(zhì)量。摩爾質(zhì)量。 (1)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定性小球外，還應(yīng)假定 。 (2)一個(gè)晶胞的體積是多少一個(gè)晶胞的體積是多少?(3)金晶體的密度是多少金晶體的密度是多少?各面對(duì)角線上的三個(gè)球兩兩相切各面對(duì)角線上的三個(gè)球兩兩相切2da設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a，則有，則有a2+a2=(2d)2

28、，即，即a= d2所以一個(gè)晶胞的體積為所以一個(gè)晶胞的體積為( d)3=2 d322（3）一個(gè)金原子的質(zhì)量可表示為）一個(gè)金原子的質(zhì)量可表示為 . =mV4 M/NA2 d32=M/NA解此類題的關(guān)鍵！解此類題的關(guān)鍵！39已知銅晶胞是面心立方晶胞，該晶胞的邊長(zhǎng)為已知銅晶胞是面心立方晶胞，該晶胞的邊長(zhǎng)為3.62 10-10m，每一個(gè)銅原子的質(zhì)量為，每一個(gè)銅原子的質(zhì)量為1.055 10-25kg ，試回答下列問題：，試回答下列問題：（1）一個(gè)晶胞中）一個(gè)晶胞中“實(shí)際實(shí)際”擁有的銅原子數(shù)是多少？擁有的銅原子數(shù)是多少？（2）該晶胞的體積是多大？）該晶胞的體積是多大？（3）利用以上結(jié)果計(jì)算金屬銅的密度。）利

29、用以上結(jié)果計(jì)算金屬銅的密度。（4）計(jì)算銅原子的半徑）計(jì)算銅原子的半徑解：解：（1）8 1/8+6 1/2=4（2）V=a3=(3.62 10-10m)3=4.74 10-29m3(3)=mV4 1.055 10-25kg 4.74 10-29m3=8.9 103 Kg/m3（4）每個(gè)側(cè)面的對(duì)角線長(zhǎng)等于原子半徑的）每個(gè)側(cè)面的對(duì)角線長(zhǎng)等于原子半徑的4倍倍!r= a/4=1.28 10-10m2(1)定義：定義：把兩種或兩種以上的金屬把兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫做合金。熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫做合金。例如，黃銅是銅和鋅的合金（含銅例如，黃

30、銅是銅和鋅的合金（含銅67%、鋅、鋅33%）；青）；青銅是銅和錫的合金（含銅銅是銅和錫的合金（含銅78%、錫、錫22%）；鋼和生鐵是）；鋼和生鐵是鐵與非金屬碳的合金。故合金可以認(rèn)為是具有金屬特性鐵與非金屬碳的合金。故合金可以認(rèn)為是具有金屬特性的多種元素的混合物。的多種元素的混合物。合金的熔點(diǎn)通常比其成分中金屬合金的熔點(diǎn)通常比其成分中金屬_。某些含有非金屬元素的合金具有較高的熔點(diǎn)。某些含有非金屬元素的合金具有較高的熔點(diǎn)。具有比各成分金屬更好的硬度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能。具有比各成分金屬更好的硬度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能。 低低(2) 合金的特性合金的特性411)具有超導(dǎo)性質(zhì)的合金，具有超導(dǎo)性質(zhì)的合金，

31、如如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等等2)具有特殊電學(xué)性質(zhì)的金屬間化合物，具有特殊電學(xué)性質(zhì)的金屬間化合物，如如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半導(dǎo)體材料用等在半導(dǎo)體材料用3)具有強(qiáng)磁性的合金物，具有強(qiáng)磁性的合金物，如稀土元素（如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和等）和Co的化合物，具有的化合物，具有特別優(yōu)異的永磁性能特別優(yōu)異的永磁性能合金的特性：合金的特性：424)具有奇特吸釋氫本領(lǐng)的合金（常稱為貯氫具有奇特吸釋氫本領(lǐng)的合金（常稱為貯氫材料），材料），如如 LaNi5，F(xiàn)eTi，R2Mg17和和R2Ni2Mg15。(R等僅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd

32、或混合稀土）是一種很有前途的儲(chǔ)能和換能材料。是一種很有前途的儲(chǔ)能和換能材料。5)具有耐熱特性的合金，具有耐熱特性的合金，如如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，F(xiàn)eAl，F(xiàn)e3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等等不僅具有很好的高溫強(qiáng)度，并且，在高溫下不僅具有很好的高溫強(qiáng)度，并且，在高溫下具有比較好的塑性具有比較好的塑性436)耐蝕的合金，如某些金屬的碳化物，硼化耐蝕的合金，如某些金屬的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蝕介質(zhì)中仍很耐物、氨化物和氧化物等在侵蝕介質(zhì)中仍很耐蝕，若通過表面涂覆方法，可大大提高被涂蝕，若通過表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蝕性能；覆件的耐蝕性

33、能；7)具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和消震性的合具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和消震性的合金，如金，如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工業(yè)上得到應(yīng)用。等已在工業(yè)上得到應(yīng)用。鈉晶體的晶胞鈉晶體的晶胞81/8 +1=2121/6+21/2 + 3 = 6如某晶體是右圖六棱柱狀晶胞，如某晶體是右圖六棱柱狀晶胞，則晶胞中的原子數(shù)是則晶胞中的原子數(shù)是_。7. 右圖是鈉晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，右圖是鈉晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，則晶胞中的原子數(shù)是則晶胞中的原子數(shù)是_。8. 最近發(fā)現(xiàn)一種由某金屬原子最近發(fā)現(xiàn)一種由某金屬原子M和非金屬原子和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面心的構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，

34、如圖所示，頂角和面心的原子是原子是M原子，棱的中心和體心的原子是原子，棱的中心和體心的原子是N原子，原子，它的化學(xué)式為它的化學(xué)式為A. M4N4 B. MNC. M14N13D. 條件不夠，無法寫出化學(xué)式條件不夠，無法寫出化學(xué)式CA9. 合金有許多特點(diǎn)合金有許多特點(diǎn)，如鈉如鈉-鉀合金鉀合金 ( 含鉀含鉀50%80%)為液體，而鈉鉀為液體，而鈉鉀的單質(zhì)均為固體，據(jù)此推測(cè)生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的單質(zhì)均為固體，據(jù)此推測(cè)生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的是的是 A. 生鐵生鐵 B. 純鐵純鐵 C. 碳碳 D. 無法確定無法確定45金金 屬屬 之之 最最1、地殼中含量最多的金屬元素、地殼中

35、含量最多的金屬元素鋁。鋁。 日常生活中，用于保護(hù)鋼鐵制品所使用的日常生活中，用于保護(hù)鋼鐵制品所使用的“銀粉銀粉”實(shí)際上是金屬鋁的粉末。實(shí)際上是金屬鋁的粉末。2、人體中含量最高的金屬元素、人體中含量最高的金屬元素鈣。鈣。3、目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬、目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬鐵。鐵。4、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬銀。銀。 銀不僅可以用作裝飾，還可以用于工業(yè)領(lǐng)域。銀的銀不僅可以用作裝飾，還可以用于工業(yè)領(lǐng)域。銀的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，在空氣中不易生銹，即便加熱也化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，在空氣中不易生銹，即便加熱也不和氧氣發(fā)生反應(yīng)；它的導(dǎo)電能力在普通金屬中名列不和氧氣發(fā)生反應(yīng)；它的導(dǎo)電能力

36、在普通金屬中名列第一，超過汞和銅，因此一些精密儀表常用銀絲作導(dǎo)第一，超過汞和銅，因此一些精密儀表常用銀絲作導(dǎo)線。電子管的插腳、電器表面都鍍上了銀，這樣做不線。電子管的插腳、電器表面都鍍上了銀，這樣做不僅僅是為了美觀，而是使它具有更強(qiáng)的導(dǎo)電能力。僅僅是為了美觀，而是使它具有更強(qiáng)的導(dǎo)電能力。465、硬度最高的金屬、硬度最高的金屬鉻。鉻。6、熔點(diǎn)最高的金屬、熔點(diǎn)最高的金屬鎢。鎢。 白熾燈、碘鎢燈、真空管中的燈絲，都是用鎢制成白熾燈、碘鎢燈、真空管中的燈絲，都是用鎢制成的。因?yàn)殒u是熔點(diǎn)最高的金屬，它的熔點(diǎn)高達(dá)的。因?yàn)殒u是熔點(diǎn)最高的金屬，它的熔點(diǎn)高達(dá)3410。7、熔點(diǎn)最低的金屬、熔點(diǎn)最低的金屬汞。汞。

37、熔點(diǎn)熔點(diǎn)-39.3，常溫下呈液態(tài)，可填充在溫度計(jì)中。，常溫下呈液態(tài)，可填充在溫度計(jì)中。8、密度最大的金屬、密度最大的金屬鋨。鋨。 我們平常用的銥金筆，筆尖上有看不到的我們平常用的銥金筆，筆尖上有看不到的1毫米的銀毫米的銀白色的小圓粒，這個(gè)小圓粒用的就是金屬鋨的合金。白色的小圓粒，這個(gè)小圓粒用的就是金屬鋨的合金。鋨是一種硬度很高的灰藍(lán)色金屬，耐磨性很好，故而鋨是一種硬度很高的灰藍(lán)色金屬，耐磨性很好，故而用它做筆尖，再合適不過。用它做筆尖，再合適不過。 鋨的最突出特征，是最重鋨的最突出特征，是最重的金屬，每立方厘米鋨重達(dá)的金屬，每立方厘米鋨重達(dá)22.7g。也是一種非常穩(wěn)定。也是一種非常穩(wěn)定的金屬，熔點(diǎn)為的金屬，熔點(diǎn)為2700。它不但不溶于普通的酸，甚。它不