3.1 课时2 金属晶体（27页）课件 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修2

(共27张PPT)
专题3 微粒间作用力与物质性质
金属晶体
1.从微粒构成角度认识金属晶体的性质，体会“结构决定性质”，培养宏观辨识与微观探析核心素养。
2.能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成，并能举例说明合金的优越性能。
萤石 金属铋晶体 钻石 岩盐晶体
晶体
一般是具有规则的几何外形的固体。
一、金属晶体
定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。
微粒间的作用力：金属键
铜的晶体结构模型
组成粒子：金属阳离子和自由电子。
注意：
②在金属晶体中，不存在单个分子或原子，金属单质或合金(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。
①在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，晶体中有阳离子不一定有阴离子，若有阴离子，则一定有阳离子。
③金属晶体在受外力作用下,各层之间发生相对滑动,但金属键并没有被破坏。
在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。
铜的晶胞模型
金属晶体也是由能够反映晶体结构特征的基本重复单位——晶胞在空间连续重复延伸而形成的。
金属晶体常见堆积方式
如果金属原子在平面上（二维空间）紧密放置，可有两种排列方式
非密置层
密置层
金属晶体常见堆积方式
金属晶体是金属原子在三维空间按一定的规律堆积而成的。将密置层和非密置层按一定的方式在三维空间中堆积，就得到了金属晶体的4种基本堆积方式：
简单立方、体心立方、面心立方和六方。
处在立方体顶点的金属原子为8个晶胞共享,该原子的 属于该晶胞。
1
2
4
3
7
6
8
5
晶胞中粒子数的计算
晶胞中粒子数的计算
2
1
3
4
处于立方体棱上的金属原子为4个晶胞共享，该原子的 属于该晶胞。
晶胞中粒子数的计算
1
2
处于立方体面上的金属原子为2个晶胞共享，该原子的 属于该晶胞。
晶胞中粒子数的计算
1
处于立方体体心的金属原子完全属于该晶胞。
晶胞中粒子数的计算——简单立方堆积
只有金属钋（Po）采用这种堆积方式
该晶胞中含有8个位于顶点的金属原子，
晶胞中的金属原子数为
8× =1
简单立方晶胞切面示意图
晶胞中粒子数的计算——体心立方堆积
钠、钾、铬、钼、钨等
该晶胞中含有8个位于顶点和1个位于体心的金属原子，
晶胞中的金属原子数为：
8× +1=2
体心立方晶胞切面示意图
晶胞中粒子数的计算——面心立方堆积
金、银、铜、铅等
该晶胞中含有8个位于顶点和6个位于面心的金属原子，
晶胞中的金属原子数为：
8× +6× =4
面心立方晶胞切面示意图
晶胞中粒子数的计算——六方堆积
镁、锌、钛等
六方晶胞切面示意图
思考：立方晶胞中的金属原子数如何计算？
晶胞中粒子数的计算
六棱柱
体心（内部）
1
面心
棱边
水平 竖
顶点
晶胞中密度的计算
以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下：
该晶胞的质量用密度表示：m＝ρ·a3
晶胞空间利用率的计算
密堆积：微粒间尽可能地相互接近，使它们占有的空间最小。
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。将等径圆球在平面上排列，有两种排列方式：
金属原子在平面上的堆积方式
晶胞空间利用率的计算
构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占据的体积百分比，用来表示密集堆积的程度。
晶胞中配位数的计算
配位数为6
配位数为4
配位数：在晶体中与每个微粒距离最近且相等的微粒个数。
每个圆球与其他4个球相切
每个圆球与其他6个球相切
二、合金
在科学技术日新月异的今天，各种功能合金更是层出不穷，如防腐性能优异的不锈钢、储氢材料LaNi5合金、形状记忆合金、高强度的锰钢、高磁性的硅钢、航空材料钛合金等。
一种金属与另一种或几种金属（或非金属）的融合体。
金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时,影响了金属的延展性和硬度。
钢
14 K 金
[思考] 纯铝的硬度不大,形成硬铝合金后,硬度很大,金属形成合金后，
为什么有些物理性质会发生很大的变化
1、用X射线研究某金属晶体，测得其立方晶胞的边长为360 pm，此时金属的密度为9.0 g·cm－3。
(1)此晶胞中含金属原子___个。
4
(2)每个晶胞的质量是_____________ g。
(3)此金属的相对原子质量为_______。
4.2×10－22
63.21
2、如图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是(　　)
A．γ-Fe晶体晶胞中含有的铁原子个数为4
B．α-Fe晶体晶胞中含有的铁原子个数为1
C．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
D．三种同素异形体的性质不相同
C