人教版化學選修三第三章第三節(jié)金屬晶體精美課件

教學目標1、了解金屬的性質(zhì)和形成原因2、掌握金屬鍵的本質(zhì)——“電子氣理論”3、能用電子氣理論和金屬晶體的有關(guān)知識解釋金屬的性質(zhì)4、掌握金屬晶體的四種原子堆積模型第一頁第二頁，共49頁。Ti金屬樣品第二頁第三頁，共49頁。一、金屬共同的物理性質(zhì)導電、導熱、延展性、金屬光澤等。思考2：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？思考1:從上述金屬的應用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢?

第三頁第四頁，共49頁。1.“電子氣理論”(自由電子理論)金屬原子脫落來的價電子形成遍布整個晶體的“電子氣”,被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。第四頁第五頁，共49頁。組成粒子：金屬陽離子和自由電子2、金屬鍵：金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用叫做金屬鍵（電子氣理論）3、金屬晶體：通過金屬鍵結(jié)合形成的單質(zhì)晶體。金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體微粒間作用力：金屬鍵特征：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化學鍵，這種鍵既沒有方向性，也沒有飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動，使金屬呈現(xiàn)特有的屬性。強弱判斷:陽離子所帶電荷多（即原子的價電子越多）、半徑小，金屬鍵強。第五頁第六頁，共49頁。金屬晶體熔、沸點金屬原子價電子越多，原子半徑越小，金屬離子與自由電子的作用力就越強，晶體的熔沸點就越高，反之越低。思考3：為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點從上到下卻逐漸升高？第六頁第七頁，共49頁?！居懻?】金屬為什么易導電？在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子會發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以金屬容易導電。不同的金屬導電能力不同，導電性最強的三種金屬是：Ag、Cu、Al三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系第七頁第八頁，共49頁。晶體類型電解質(zhì)金屬晶體導電時的狀態(tài)導電粒子導電時發(fā)生的變化導電能力隨溫度的變化水溶液或

熔融狀態(tài)下晶體或熔融狀態(tài)自由移動的離子自由電子思考4：電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導電，這與金屬導電的本質(zhì)是否相同？化學變化物理變化增強減弱第八頁第九頁，共49頁?！居懻?】金屬為什么易導熱？

金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳導到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度?！居懻?】金屬為什么具有較好的延展性？

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，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，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。第九頁第十頁，共49頁。金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子位錯+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++第十頁第十一頁，共49頁。1、金屬晶體的形成是因為晶體中存在（）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練習第十一頁第十二頁，共49頁。2．金屬能導電的原因是（）A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱B．金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動C．金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動D．金屬晶體在外加電場作用下可失去電子B第十二頁第十三頁，共49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鍵C.分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵B第十三頁第十四頁，共49頁。資料金屬之最熔點最低的金屬是--------汞熔點最高的金屬是--------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--------金第十四頁第十五頁，共49頁。不同的金屬在某些性質(zhì)方面，如密度、硬度、熔點等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關(guān)。第十五頁第十六頁，共49頁。

四、金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)思考：1、金屬原子在形成晶體時有幾種堆積方式？第十六頁第十七頁，共49頁。金屬晶體的原子平面堆積模型（a）非密置層

（b）密置層哪種排列方式圓球周圍剩余空隙最小？第十七頁第十八頁，共49頁。1、簡單立方堆積（Po）金屬晶體的原子空間堆積模型1金屬晶體的堆積方式──簡單立方堆積

第十八頁第十九頁，共49頁。（1）.簡單立方堆積：金屬晶體基本構(gòu)型非最緊密堆積，空間利用率低（52%）配位數(shù)是

個.只有金屬（Po）采取這種堆積方式第十九頁第二十頁，共49頁。2、體心立方堆積（IA，VB，VIB）金屬晶體的原子空間堆積模型2金屬晶體的堆積方式──鉀型

第二十頁第二十一頁，共49頁。鉀型----體心立方堆積：第二十一頁第二十二頁，共49頁。這種堆積晶胞是一個體心立方，每個晶胞每個晶胞含

個原子，空間利用率不高（68%），屬于非密置層堆積，配位數(shù)為

，許多金屬（如Na、K、Fe等）采取這種堆積方式。12345678第二十二頁第二十三頁，共49頁。簡單立方堆積鉀型體心立方由非密置層一層一層堆積而成第二十三頁第二十四頁，共49頁。123456第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?，3，5位。(或?qū)?，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。第二十四頁第二十五頁，共49頁。下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA第一種是將球?qū)实谝粚拥那颉?23456

每兩層形成一個周期，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

)第二十五頁第二十六頁，共49頁。3、鎂型第二十六頁第二十七頁，共49頁。六方密堆積第二十七頁第二十八頁，共49頁。鎂型（立方緊密堆積）123456789101112這種堆積晶胞空間利用率高（74%），屬于最密置層堆集，配位數(shù)為

，許多金屬（如Mg、Zn、Ti等）采取這種堆積方式。第二十八頁第二十九頁，共49頁。第三層的另一種排列方式，是將球?qū)实谝粚拥?/p>

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456第二十九頁第三十頁，共49頁。123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，形成ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)第三十頁第三十一頁，共49頁。4、面心立方:銅型BCA第三十一頁第三十二頁，共49頁。第三十二頁第三十三頁，共49頁。第三十三頁第三十四頁，共49頁。第三十四頁第三十五頁，共49頁。第三十五頁第三十六頁，共49頁。第三十六頁第三十七頁，共49頁。第三十七頁第三十八頁，共49頁。ＡＢＡＣＢＡ鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式第三十八頁第三十九頁，共49頁。2.配位數(shù)：每個小球周圍距離最近的小球數(shù)簡單立方堆積：體心立方堆積：六方緊密堆積：面心立方緊密堆積：681212第三十九頁第四十頁，共49頁。堆積方式晶胞類型空間利用率配位數(shù)實例面心立方最密堆積堆積方式及性質(zhì)小結(jié)簡單立方堆積體心立方密堆積六方最密堆積面心立方六方體心立方簡單立方74%74%68%52％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo第四十頁第四十一頁，共49頁。三、金屬晶體的四種堆積模型對比堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方鉀型(bcp)鎂型(hcp)銅型(ccp)閱讀課文《資料卡片》，并填寫下表第四十一頁第四十二頁，共49頁。金屬晶體的四中堆積模型對比第四十二頁第四十三頁，共49頁。石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體

第四十三頁第四十四頁，共49頁。（1）石墨為什么很軟？混合型晶體——石墨（2）石墨的熔沸點為什么很高？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。所以，石墨稱為混合型晶體。第四十四頁第四十五頁，共