人教版高中化学选修三 3_3 金属晶体第2课时（课件2）

人教版高中化学选修三 3_3 金属晶体第2课时（课件2）

§3.3 金 属 晶 体 学 . 科 . 网 教学目标 1 、了解金属的性质和形成原因 2 、掌握金属键的本质 ——“ 电子气理论 ” 3 、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质 4 、掌握金属晶体的四种原子堆积模型 学 . 科 . 网 I. 有自由电子存在 , 是良好的导体 ; II. 自由电子与金属离子碰撞传递热量， 具有良好的传热性能 ; III. 自由电子能够吸收可见光并能随时放出 , 使 金属不透明 , 且有光泽 ; IV. 等径圆球的堆积使原子间容易滑动 , 所以金 属具有良好的延展性和可塑性 ; V. 金属间能“互溶” , 易形成合金。 复习、金属晶体的一般性质及其结构根源 影响金属键强弱的因素 （ 1 ）金属元素的原子半径 （ 2 ）单位体积内自由电子的数目 如：同一周期金属原子半径越来越小，单位体积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬度越来越大；同一主族金属原子半径越来越大，单位体积内自由电子数减少，故熔点越来越低，硬度越来越小。 学 . 科 . 网 2 、金属的特点 ① 常温下，单质都是固体，汞 (Hg) 除外； ②大多数金属呈银白色，有金属光泽，但 金 (Au) —— 色，铜 (Cu) —— 色， 铋 (Bi) —— 色，铅 (Pb) —— 色。 黄 红 微红 蓝白 ③ 不同金属熔沸点，硬度差别较大； ④ 良好的导电性，分析原因： 金属中存在着大量的可自由移动的电子。 ⑤ 良好的导热性，分析原因： 通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量。 ⑥ 良好的延展性。 金 铂 ⑦ 金属单质在化学反应中只作还原剂，在化合物中金属元素只显正价。 3 、金属的分类： 按颜色： 黑色金属： Fe Cr Mn 有色金属：除以上三种金属以外 按密度： 轻金属： ρ<4.5g/cm 3 Na Mg 重金属： ρ>4.5g/cm 3 Zn Cu 按含量 常见金属： Fe Mg Al 稀有金属： 锆、钒、钼 根据以上分类：金属镁、铝属于 ———— 、 ——— 、 —————— 金属 有色 轻 常见 金属的共性 4 、金属元素在周期表中的位置 金属元素分布在周期表中的 —— 、 —— 方和 —— 部，分别分布在除 —— 族、 —— 族以外的各主、副族中。 金属原子最外层电子数大部分小于 —— ，但是等于 4 的有 ————— 5 的有 ———— ， 6 的有 —————— 。 三 . 金属晶体 1. 晶体 (1) 定义 : 通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固体叫晶体。 (2) 其结构特征是内部的微粒在三维空间的排布具有特定的 周期性 , 即隔一定距离重复出现。 2. 晶胞：能够反映晶体结构特征的基本重复单元 3. 原子的密堆积方式 密堆积的定义 : 密堆积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。 密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。 二 金属晶体的密堆积结构 思考： 1 、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 金属晶体的原子平面堆积模型                                                                （ a ）非密置层      （ b ）密置层 哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？ 简单立方堆积（ Po ） 金属晶体的原子空间堆积模型 1 金属晶体的堆积方式──简单立方堆积                                                                                            晶胞的形状是什么？含几个原子？ 体心立方堆积（ IA ， VB ， VIB ） 金属晶体的原子空间堆积模型 2 金属晶体的堆积方式──钾型 三维堆积－ 四种方式 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 1 2 3 4 5 6 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 ) 1 2 3 4 5 6 A B ， 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。 下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 4 5 6 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 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。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 此种立方紧密堆积的前视图 A B C A A B C 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 ) Ａ Ｂ Ａ Ｃ Ｂ Ａ 镁型 铜型 金属晶体的两种最密堆积方式 镁型，六方堆积 铜型，面心立方堆积 B C A ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？ 我们来加以说明。 面心立方最密堆积分解图 金属晶体的四中堆积模型对比 三、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) 阅读课文Ｐ 76《 资料卡片 》 ，并填写下表 三种典型立方晶体结构 简单立方 体心立方 面心立方 ( 三 ) 晶格的致密度 晶格的致密度定义是：每个晶胞中原子所占的总体积与晶胞的体积之比。是用来表示晶体中原子排列的紧密程度 经过计算可知：体心立方体的致密度为 0.68 ；面心立方体和密排六方晶格的致密度都是 0.74 。 石墨是层状结构的 混合型 晶体