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1、金属晶体,第三节,武胜中心中学MJY2012.11,复习,分子,较小,低熔点易升华,分子间作用力,原子,共价键,高硬度,高熔点,金属样品,思考1:从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?,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,思考2:金属为什么具有这些共同性质呢?,金属的结构是怎样的？,通过射线进行研究发现，在金属中，金属原子好像许多硬球一层一层紧密地堆积着，每一个金属原子周围有许多相同的金属原子包围着。,金属单质的晶体中原子之间以金属键相互结合,2、金属键：,金属离子和自由电子之间的较强作用叫金属键（电子气理论）,一、金属键,1、电子气理论： 由于金属原子的最
2、外层电子数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属离子,而为许多金属离子所共有,并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子.自由电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。,3、金属晶体： 通过金属键结合形成的单质晶体。金属单质和合金都属于金属晶体,组成粒子：,金属阳离子和自由电子,微粒间作用力：,金属键,【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。,应用：电子气理论对金属的
3、物理性质的解释,不同的金属导电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、Al,思考：电解质在熔化状态或溶于水能导电，这与金属导电的本质是否相同？,水溶液或 熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,化学变化,物理变化,【讨论2】金属为什么易导热？,当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。 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。,【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，金属离子和自由电子仍可保持相互作
4、用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。,由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,讨论4：金属晶体为什么具有金属光泽和颜色？（了解）,归纳：金属晶体的结构与性质的关系,自由电子在外加电场的作用下发生定向移动,自由电子与金属离子碰撞传递热量,晶体中各原子层相对滑动仍与自由电子保持相互作用,金属离子和自由电子,性质,微粒,（1）金属键强弱判断 金属阳离子所带电
5、荷越多、半径越小，金属键越强。 （2）金属键强弱对金属熔沸点、硬度的影响 金属键越强，金属的熔沸点就越高，硬度也越大。,4、影响金属键强弱的因素：,同主族元素价电子数相同（阳离子所带电荷数相同），从上到下，原子（离子）半径依次增大，则单质中所形成的金属键依次减弱，故碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减。,【讨论5】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大 而递减，试用金属键理论加以解释。,【讨论6】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小。,同周期元素，从左到右，原子价电子数依次增大，离子电荷数增大，离子半径依次减小，则单质中所形成的金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小顺
6、序是：钠镁铝。,金属之最,熔点最低的金属是-,汞 -38.87,熔点最高的金属是-,钨 3410,密度最小的金属是-,锂 0.53g/cm3,密度最大的金属是-,锇 22.57g/cm3,硬度最小的金属是-,铯 0.2,硬度最大的金属是-,铬 9.0,延性最好的金属是-,铂铂丝直径： mm,展性最好的金属是-,金金箔厚： mm,最活泼的金属是-,铯,最稳定的金属是-,金,小结：三种晶体类型与性质的比较,共价键,分子间作用力,金属键,原子,分子,金属阳离子和自由电子,很高,很低,差别较大,很大,很小,差别较大,无（硅为半导体）,无,导体,1、金属晶体的形成是因为晶体中存在 A金属离子间的相互作用
7、 B金属原子间的相互作用 C金属离子与自由电子间的相互作用 D金属原子与自由电子间的相互作用,C,练习,2、金属能导电的原因是 A.金属晶体中金属阳离子与自由电子 间的相互作用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场 作用下可发生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电 场作用下可发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去 电子,B,3、下列叙述正确的是 A.任何晶体中，若含有阳离子也一 定含有阴离子 B.原子晶体中只含有共价键 C.金属晶体中只含有离子键，不含 有共价键 D.分子晶体中只存在分子间作用 力，不含有其他化学键,B,二、金属晶体的原子堆积模型,剩余的空隙较大非密置层 剩
8、余空隙最小 密置层；,（a）非密置层 （b）密置层,（一）平面堆积模型,哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？,配位数：4,配位数：6,1、简单立方堆积（钋Po）,（二）空间堆积模型,晶胞含几个原子？,（1个）,非密置层正对重叠,简单立方堆积,配位数：,空间利用率：,52%,6,2、体心立方堆积（又叫钾型）,碱金属晶体,晶胞中含几个原子？,（2个）,非密置层错位重叠,体心立方堆积（钾型）,配位数：,空间利用率：,68.02%,8,3、六方最密堆积（镁型）,第二层是将球对准1，3，5 位。(或 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。,
9、下图是此种六方 最密堆积的前视图,A,第一种是将球对准第一层的球,每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方最密堆积 （又叫镁型）,六方最密堆积,配位数 :,12 ( 同层 6，上下层各 3 ),4、面心立方最密堆积（又叫铜型）,第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。,面心立方最密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方最密堆积（又叫铜型）。,配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ),面心立方密堆积, , ,六方最密堆积（镁型）,面心立方最密堆积（铜型）,金属晶体
10、的两种最密堆积方式,金属晶体的四种堆积模型对比,体心立方堆积,六方最密堆积,面心立方堆积,简单立方堆积,占1原子,占2原子,占2原子,占4原子,小结知识点,金属晶体定义 金属晶体的构成粒子 金属晶体中粒子间相互作用力 影响金属晶体熔沸点、硬度的因素 金属晶体中原子四种堆积方式： 简单立方、体心立方（钾型）、六方最密（镁型）、面心立方（铜型）,1下列有关金属元素的特征叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有还原性，离子只有氧化性 D金属元素的化合价一定显正价 C金属元素在不同化合物中的化合价均不相同 D金属元素的单质在常温下均为金属晶体,B,2下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是(
11、 ) A金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性 B共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性 C范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大 D氢键不是化学键，而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间,D,3金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( ) A易导电 B易导热 C有延展性 D易锈蚀,D,4下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( ) A白磷 B氦 C金刚石 D金属镁,BC,5金属具有延展性的原因是( ) A金属原子半径都较大，价电子较少 B金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保
12、持较强烈作用 C金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快 D自由电子受外力作用时能迅速传递能量,B,6下列说法不正确的是( ) A金属单质的熔点一定比非金属单质高 B离子晶体中不一定含有金属元素 C在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子 D含有金属元素的离子不一定是阳离子,AC,7金属晶体的形成是因为晶体中存在( ) A金属离子间的相互作用 B金属原子间产生相互作用 C金属离子与自由电子间的相互作用 D金属原子与自由电子间的相互作用,C,8关于金属元素的特征，下列叙述正确的是( ) 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 金属元素在化合物中一般显正价 金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱
13、金属元素只有金属性，没有非金属性 价电子越多的金属原子的金属性越强 A B C D全部,B,9金属的下列性质中，与自由电子无关的是 ( ) A密度大小 B容易导电 C延展性好 D易导热,A,10下列有关金属的叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有还原性，其离子只有氧化性 B金属元素的化合价般表现为正价 C熔化状态能导电的物质定是金属的化合物 D金属元素的单质在常温下均为金属晶体,B,11.下列叙述正确的是 ( ) A原子晶体中可能存在离子键 B分子晶体中不可能存在氢键 C在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子 D金属晶体导电是金属离子所致,C,12.金属能导电的原因是（ ） A.金属晶体中金属
14、阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D金属晶体在外加电场作用下可失去电子,B,13下列叙述正确的是 （ ） A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键,B,14、硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录，其晶胞如图所示， 则该化合物的化学式可表示为 （ ） A、MgB B、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2,B,15.在核电荷数118的元素中，其单质属于
15、 金属晶体的有： ，属于分子晶体的有： ， 属于原子晶体的有： 。,Li、Be、Na、Mg、Al,H2、He、N2、O2、F2、 Ne、P4、S、Cl2、Ar,B、 C、Si、,16. 简要填空： (1)金属导电是_的结果 (2)金属导热 的结果 (3)金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作 用，紧密堆积的原子(离子)层发生了 _，而金属离子和自由电 子之间的_没有改变,自由电子在电场作用下定向移动,自由电子碰撞金属离子 而将能量传给金属离子,相对滑动,较强烈的相互作用(金属键）,17. 碱金属单质的熔点顺序为LiNaKRbCs，试用金属晶体结构的知识加以解释 .,金属晶体的熔点高低取决于晶体中金属离子与自由电子之间的作用力大小，由库仑定律可知，作用力的大小又取决于
