人教版高中化学选修三第三章第三节金属晶体（2课时）共32张PPT
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修三第三章第三节金属晶体（2课时）共32张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-01 12:55:14 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
金属概论
1、金属分类
贵金属、
稀土金属
【知识回顾】
2、金属物理通性：
（1）大多数金属呈银白色，有金属光泽； 金属中除汞常温为液态外，其余均为固态；
（2）密度、硬度、熔点差别大；
（3）导电性、导热性一般较强；
（4）延展性。
第三章 晶体结构与性质
第3节 金属晶体
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
组成粒子：
金属阳离子和自由电子
1.“电子气理论”(自由电子理论)
金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的“电子气”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。
2. 金属键: 这种金属原子间由于电子气产生的作用.(在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用)在金属晶体中。
金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小。金属键强，熔沸点高。
3. 金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体。
【讨论1】 金属为什么易导电？
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
【讨论2】 金属为什么易导热？
金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞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。
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
?? 金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没
有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种
相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
金属的延展性
二、金属晶体的密堆积结构
思考：
金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？
如果把金属原子看成是刚性小球，在二维平面上使球面紧密接触有几种排列方式？
金属原子在二维空间（平面）上有两种排列方式
非密置层???? 密置层
配位数= 配位数=
4 6
行列对齐
四球一空
行列交错
三球一空
金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成。那么,非密置层在三维空间里堆积有几种方式？
请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、晶胞、原子的空间利用率的区别。
几个概念
紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。
空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。
配位数：在晶体中，与粒子紧密相邻的粒子个数
活动探究：三维空间非密置层的堆积方式有哪些？
空间利用率计算
设原子半径为r 、晶胞边长为a
则：a = 2r
? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100%
4／3 πr 3
= —————— = 52 %
(2r)3
简单立方堆积
活动探究：三维空间非密置层的堆积方式有哪些？
[ Po ]
每个晶胞含原子数：
6
1
52%
例：金属钾 K 的体心立方堆积
体对角线 = 4r
设原子半径为r 、晶胞边长为a
得：2a 2 + a 2 = (4r) 2
? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100%
=
体心立方堆积
每个晶胞含原子数：
8
68%
2
钾型
典型代表：Na K Fe
简单立方堆积
钾型体心立方
由非密置层一层一层堆积而成
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准
1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 )
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。
活动探究：三维空间密置层的堆积方式有哪些？
下图是此种六方
紧密堆积的前视图
A
第一种是将球对准第一层的球。
于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
六方密堆积
典型代表：Mg Zn Ti
*
此种立方紧密堆积的前视图
A
第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。
配位数 12 。
( 同层 6， 上下层各 3 )
ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？
这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｃ
Ｂ
Ａ
镁型
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
堆积原理
组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为在金属晶体中，金属键没有方向性和饱和性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 典型代表 空间利
用率 配位数 晶胞
简单立方
钾型( bcp )
镁型(hcp)
铜型(ccp)
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 采纳这种堆积的典型代表 空间
利用率 配位数 晶胞
简单立方 Po (钋) 52% 6
钾型(bcp) K、Na、Fe 68% 8
镁型(hcp) Mg、Zn、Ti 74% 12
铜型(ccp) Cu，Ag， Au 74% 12
金属概论
1、金属分类
贵金属、
稀土金属
【知识回顾】
2、金属物理通性：
（1）大多数金属呈银白色，有金属光泽； 金属中除汞常温为液态外，其余均为固态；
（2）密度、硬度、熔点差别大；
（3）导电性、导热性一般较强；
（4）延展性。
第三章 晶体结构与性质
第3节 金属晶体
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
组成粒子：
金属阳离子和自由电子
1.“电子气理论”(自由电子理论)
金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的“电子气”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。
2. 金属键: 这种金属原子间由于电子气产生的作用.(在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用)在金属晶体中。
金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小。金属键强，熔沸点高。
3. 金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体。
【讨论1】 金属为什么易导电？
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
【讨论2】 金属为什么易导热？
金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞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。
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
?? 金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没
有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种
相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
金属的延展性
二、金属晶体的密堆积结构
思考：
金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？
如果把金属原子看成是刚性小球，在二维平面上使球面紧密接触有几种排列方式？
金属原子在二维空间（平面）上有两种排列方式
非密置层???? 密置层
配位数= 配位数=
4 6
行列对齐
四球一空
行列交错
三球一空
金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成。那么,非密置层在三维空间里堆积有几种方式？
请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、晶胞、原子的空间利用率的区别。
几个概念
紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。
空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。
配位数：在晶体中，与粒子紧密相邻的粒子个数
活动探究：三维空间非密置层的堆积方式有哪些？
空间利用率计算
设原子半径为r 、晶胞边长为a
则：a = 2r
? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100%
4／3 πr 3
= —————— = 52 %
(2r)3
简单立方堆积
活动探究：三维空间非密置层的堆积方式有哪些？
[ Po ]
每个晶胞含原子数：
6
1
52%
例：金属钾 K 的体心立方堆积
体对角线 = 4r
设原子半径为r 、晶胞边长为a
得：2a 2 + a 2 = (4r) 2
? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100%
=
体心立方堆积
每个晶胞含原子数：
8
68%
2
钾型
典型代表：Na K Fe
简单立方堆积
钾型体心立方
由非密置层一层一层堆积而成
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准
1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 )
关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。
活动探究：三维空间密置层的堆积方式有哪些？
下图是此种六方
紧密堆积的前视图
A
第一种是将球对准第一层的球。
于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。
配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )
六方密堆积
典型代表：Mg Zn Ti
*
此种立方紧密堆积的前视图
A
第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。
配位数 12 。
( 同层 6， 上下层各 3 )
ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？
这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。
Ａ
Ｂ
Ａ
Ｃ
Ｂ
Ａ
镁型
铜型
金属晶体的两种最密堆积方式
堆积原理
组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为在金属晶体中，金属键没有方向性和饱和性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 典型代表 空间利
用率 配位数 晶胞
简单立方
钾型( bcp )
镁型(hcp)
铜型(ccp)
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 采纳这种堆积的典型代表 空间
利用率 配位数 晶胞
简单立方 Po (钋) 52% 6
钾型(bcp) K、Na、Fe 68% 8
镁型(hcp) Mg、Zn、Ti 74% 12
铜型(ccp) Cu，Ag， Au 74% 12