高一化學(xué)金屬晶體PPT資料

高一化學(xué)金屬(jīnshǔ)晶體第一頁，共42頁。第三節(jié)金屬(jīnshǔ)晶體制作(zhìzuò):劉建廷第二頁，共42頁。從上述(shàngshù)金屬的應(yīng)用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢?一、金屬共同(gòngtóng)的物理性質(zhì)容易導(dǎo)電(dǎodiàn)、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢?二、金屬的結(jié)構(gòu)問題：構(gòu)成金屬晶體的粒子有哪些？第三頁，共42頁。組成(zǔchénɡ)粒子：作用力：金屬(jīnshǔ)陽離子和自由電子金屬離子和自由電子(diànzǐ)之間的較強(qiáng)作用－－金屬鍵（電子(diànzǐ)氣理論）金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體金屬鍵強(qiáng)弱判斷:陽離子所帶電荷多、半徑小－金屬鍵強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高。第四頁，共42頁。金屬(jīnshǔ)鍵：金屬(jīnshǔ)晶體中原子之間的化學(xué)作用力叫做金屬(jīnshǔ)鍵。金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽離子和自由電子，陽離子整體共同整體吸引自由電子而結(jié)合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用就叫做金屬鍵。金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的共價(jià)鍵，這種鍵既沒有方向性也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng)，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性在金屬單質(zhì)的晶體(jīngtǐ)中，原子之間以金屬鍵相互結(jié)合。金屬鍵是一種遍布整個(gè)晶體(jīngtǐ)的離域化學(xué)鍵。強(qiáng)調(diào)：金屬晶體(jīngtǐ)是以金屬鍵為基本作用力的晶體(jīngtǐ)。第五頁，共42頁。電子氣理論：經(jīng)典的金屬鍵理論叫做“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬原子上“脫落(tuōluò)”下來的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負(fù)電的“電子氣”，金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。第六頁，共42頁。三、金屬晶體(jīngtǐ)的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系⑴金屬導(dǎo)電性的解釋在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電的“電子氣”（自由電子），這些電子氣的運(yùn)動(dòng)是沒有一定(yīdìng)方向的，但在外加電場的條件下電子氣就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。晶體類型離子晶體金屬晶體導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子水溶液或

熔融(róngróng)狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動(dòng)的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：第七頁，共42頁。導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，那么金屬晶體導(dǎo)熱過程中“電子氣”（自由電子(zìyóudiànzǐ)）擔(dān)當(dāng)什么角色?⑵金屬導(dǎo)熱性的解釋“電子氣”（自由電子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的“電子氣”（自由電子）能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。“電子氣”（自由電子）在熱的作用下與金屬原子頻繁(pínfán)碰撞從而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。第八頁，共42頁。⑶金屬延展性的解釋當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉淼呐帕蟹绞?fāngshì)，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以在各原子層之間發(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，金屬都有良好的延展性。不同的金屬在某些性質(zhì)方面，如密度、硬度、熔點(diǎn)等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式(fāngshì)等因素有關(guān)。第九頁，共42頁。金屬(jīnshǔ)的延展性自由電子+金屬離子金屬原子位錯(cuò)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++第十頁，共42頁。資料(zīliào)金屬(jīnshǔ)之最熔點(diǎn)(róngdiǎn)最低的金屬是--------汞熔點(diǎn)最高的金屬是--------鎢密度最小的金屬是--------鋰密度最大的金屬是--------鋨硬度最小的金屬是--------銫硬度最大的金屬是--------鉻最活潑的金屬是----------銫最穩(wěn)定的金屬是----------金延性最好的金屬是--------鉑展性最好的金屬是--------金第十一頁，共42頁。第三十五頁，共42頁。熔點(diǎn)(róngdiǎn)最低的金屬是--------比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：關(guān)鍵(guānjiàn)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。（a）非密置層

（b）密置層簡單立方(lìfāng)堆積水溶液或

熔融(róngróng)狀態(tài)下③元素C的氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原(huányuán)反應(yīng)生成鹽，1mol該鹽含42個(gè)電子。導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，那么金屬晶體導(dǎo)熱過程中“電子氣”（自由電子(zìyóudiànzǐ)）擔(dān)當(dāng)什么角色?②熔點(diǎn)比各成份金屬(jīnshǔ)的都低；第三十四頁，共42頁。通過金屬鍵作用形成的單質(zhì)晶體簡單立方(lìfāng)堆積（Po）關(guān)鍵(guānjiàn)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。第一種是將球?qū)?zhǔn)(duìzhǔn)第一層的球。③強(qiáng)度、硬度比成分金屬(jīnshǔ)大；1、金屬晶體(jīngtǐ)的形成是因?yàn)榫w(jīngtǐ)中存在（）A.金屬離子間的相互作用B．金屬原子間的相互作用C.金屬離子與自由電子間的相互作用D.金屬原子與自由電子間的相互作用C練習(xí)(liànxí)第十二頁，共42頁。2．金屬能導(dǎo)電的原因是(）A.金屬晶體(jīngtǐ)中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱B．金屬晶體(jīngtǐ)中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng)C．金屬晶體(jīngtǐ)中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng)D．金屬晶體(jīngtǐ)在外加電場作用下可失去電子C第十三頁，共42頁。3、下列敘述正確的是（）A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子B．原子晶體中只含有共價(jià)鍵C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵D．分子晶體中只存在(cúnzài)分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵B第十四頁，共42頁。4、為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)(fèidiǎn)從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)(fèidiǎn)從上到下卻升高？第十五頁，共42頁。課后閱讀材料1．超導(dǎo)體——一類急待開發(fā)的材料一般說來，金屬(jīnshǔ)是電的良好導(dǎo)體(汞的很差)。1911年荷蘭物理學(xué)家H·昂內(nèi)斯在研究低溫條件下汞的導(dǎo)電性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降到約4K(即—269、)時(shí)汞的電阻“奇異”般地降為零，表現(xiàn)出超導(dǎo)電性。后又發(fā)現(xiàn)還有幾種金屬(jīnshǔ)也有這種性質(zhì)，人們將具有超導(dǎo)性的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。2．合金：兩種和兩種以上的金屬(jīnshǔ)(或金屬(jīnshǔ)與非金屬(jīnshǔ))熔合而成的具有金屬(jīnshǔ)特性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬(jīnshǔ)于混合物，對(duì)應(yīng)的固體為金屬(jīnshǔ)晶體。合金的特點(diǎn)①仍保留金屬(jīnshǔ)的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；②熔點(diǎn)比各成份金屬(jīnshǔ)的都低；③強(qiáng)度、硬度比成分金屬(jīnshǔ)大；④有的抗腐蝕能力強(qiáng)；⑤導(dǎo)電性比成分金屬(jīnshǔ)差。第十六頁，共42頁。金屬晶體的原子(yuánzǐ)平面堆積模型金屬晶體中的原子可堪稱直徑相等的小球。將等徑園球在一平面上排列(páiliè)，有兩種排布方式，按（a）圖方式排列(páiliè)，園球周圍剩余空隙最小，稱為密置層；按（b）圖方式排列(páiliè)，剩余的空隙較大，稱為非密置層。

（a）非密置層

（b）密置層第十七頁，共42頁。簡單立方(lìfāng)堆積（Po）金屬晶體的原子空間堆積(duījī)模型1金屬晶體的堆積方式──簡單立方堆積

第十八頁，共42頁。簡單立方(lìfāng)堆積第十九頁，共42頁。第二十頁，共42頁。體心立方(lìfāng)堆積（IA，VB，VIB）金屬晶體的原子空間堆積(duījī)模型2金屬晶體的堆積方式──鉀型

第二十一頁，共42頁。體心立方(lìfāng)堆積配位(pèiwèi)數(shù)：8第二十二頁，共42頁。金屬晶體的原子(yuánzǐ)空間堆積模型3鎂型銅型第二十三頁，共42頁。123456第二層對(duì)第一層來講最緊密(jǐnmì)的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，關(guān)鍵(guānjiàn)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。第二十四頁，共42頁。下圖是此種六方緊密(jǐnmì)堆積的前視圖ABABA第一種是將球?qū)?zhǔn)(duìzhǔn)第一層的球。123456于是每兩層形成一個(gè)周期(zhōuqī)，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3)第二十五頁，共42頁。第二十六頁，共42頁。六方密堆積(duījī)第二十七頁，共42頁。第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456第二十八頁，共42頁。123456此種立方緊密(jǐnmì)堆積的前視圖ABCAABC第四層再排A，于是(yúshì)形成ABCABC三層一個(gè)周期。得到面心立方堆積。配位(pèiwèi)數(shù)12。(同層6，上下層各3)第二十九頁，共42頁。面心立方(lìfāng)BCA第三十頁，共42頁。第三十一頁，共42頁。第三十二頁，共42頁。第三十三頁，共42頁。第三十四頁，共42頁。第三十五頁，共42頁。鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積(duījī)方式第三十六頁，共42頁。堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方52%6鉀型(bcp)K、Na、Fe68%8鎂型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12銅型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(釙)第三十七頁，共42頁。1．下列有關(guān)金屬(jīnshǔ)元素特征的敘述中正確的是A．金屬(jīnshǔ)元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．金屬(jīnshǔ)元素在化合物中一定顯正價(jià)C．金屬(jīnshǔ)元素在不同化合物中的化合價(jià)均不同D．金屬(jīnshǔ)單質(zhì)的熔點(diǎn)總是高于分子晶體能力(nénglì)訓(xùn)練第三十八頁，共42頁。2．關(guān)于ⅠA族和ⅡA族元素的下列說法中正確的是A．同一周期中，ⅠA族單質(zhì)的熔點(diǎn)比ⅡA族的高B．濃度(nóngdù)都是0.01mol·L－1時(shí)，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小C．氧化鈉的熔點(diǎn)比氧化鎂的高D．加熱時(shí)碳酸鈉比碳酸鎂易分解第三十九頁，共42頁。3．有A、B、C三種元素。已知①4gA元素的單質(zhì)與水作用，標(biāo)況下放出H2，反應(yīng)中有1.204×1023個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。②B元素可與A形成AB2型的離子化合物，且知A、B的離子具有相同的核外電子排布。③元素C的氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)氧化物的水化物發(fā)生非氧化還原(huányuán)反應(yīng)生成鹽，1mol該鹽含42個(gè)電子。據(jù)此填寫下列空白：（1）元素符號(hào)：A___________，B___________，C___________。（2）用電子式表示C的氣態(tài)氫化物的形成過程___________；它與B的氣態(tài)氫化物反應(yīng)時(shí)有___________現(xiàn)象發(fā)生，生成物的電