第三章第三节第1课时 金属键与金属晶体 课件

(共23张PPT)
第三章 晶体结构与性质
第三节　金属晶体与离子晶体
第1课时 金属键与金属晶体　
【思考】 什么是金属晶体？
4.包括：纯金属（除汞外）、大量金属合金。
1.概念：金属原子之间以金属键相互结合形成的晶体。
一、金属晶体：
2.组成微粒：
金属阳离子和自由电子(金属的价电子)
3.微粒间的作用力：
金属键
如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。
二、金属键：
1.概念：金属晶体中金属阳离子与自由电子之间的静电作用力。
【思考】 什么是金属键？
2.金属键的特征：
二、金属键：
1.概念：金属晶体中金属阳离子与自由电子之间的静电作用力。
【思考】 什么是金属键？
2.金属键的特征：
2.金属键的特征：
描述金属键的理论：电子气理论
该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
①自由电子为整个金属晶体所共有。
②金属键没有方向性和饱和性。
金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”
3.金属键的影响因素:
金属原子的半径越小，价电子数越多，金属键越强
金属键的强度
金属原子的半径
金属原子的价电子数
决定
金属的物理性质：熔沸点、延展性、导电性、导热性
金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大
熔沸点降低
从锂到铯，价电子数相同，但原子半径依次增大，导致金属键依次减弱，熔沸点也就依次降低。
由于不同金属中，金属键的强度差别很大，使得金属的熔沸点、硬度相差也很大。
如Hg的金属键很弱，熔沸点较低；
W(钨)、Cr(铬)的金属键很强,钨是熔点最高的金属。
铬是硬度最大的金属。
4.“电子气理论”解释金属的物理性质
（1）金属具有很好的延展性：
当金属晶体受到外力，如锻压或捶打时，晶体的各层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，并且自由电子的连接作用并没变，金属键没有被破坏，故金属晶体具有延展性。
错位
（2）金属具有很好的导热性：
当金属晶体受热时，其内部的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
（3）金属或合金常温下能导电：
在金属晶体中，充满着自由移动的电子，这些电子的运动没有一定的方向，当有外加电场时，电子就会发生定向移动，形成电流，所以金属容易导电。
外加电场
5.金属晶体的结构
由于金属键没有饱和性和方向性，因此金属原子尽可能采取最紧密的堆积方式，使得金属晶体结构最稳定，能量最低。
六方最密堆积
面心立方最密堆积
体心立方密堆积
Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt
Li、Na、K、Ba、W、Fe
Mg、Zn、Ti
金属晶体堆积模型——等径圆球的密堆积
非密置层
密置层
正方形空隙 > 三角形空隙
⑴六方最密堆积
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
A层
B层
A层
第三密置层的球心对准第一密置层的球心，于是每两层形成一个周期，即按ABAB 的堆积方式。
⑴六方最密堆积
密排六方晶胞
正六棱柱
六方晶胞
原子数：
空间利用率：
配位数：
74%
12
6
⑵面心立方最密堆积
1
2
3
4
5
6
B
C
A
每三层形成一个周期，即按ABCABC 的堆积方式。
⑵面心立方最密堆积
晶胞原子数：
空间利用率：
配位数：
74%
12
4
⑶体心立方密堆积
非密置层
晶胞原子数：
空间利用率：
配位数：
68%
8
2
简单立方堆积
非密置层的球心相互对准
晶胞原子数：
空间利用率：
配位数：
52%
6
1
只有金属（Po）采取这种堆积方式
练习：
×
√
×
√
2.晶体K的晶胞如图，若晶胞边长为 a pm
相隔最近的原子间的距离是多少？有几个？
晶体的密度为 g/cm3
3. K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因？
与Cr相比，K的原子半径较大，且价电子数较少，所以K的金属键较弱。
不如意的时候不要尽往悲伤里钻，想想有笑声的日子吧！
谢谢
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