1、第三节第三节 金金 属属 晶晶 体体 （第一课时）（第一课时）一、金属共同的物理性质一、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。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。晶体的特性是由晶体的结构所决定。晶体的特性是由晶体的结构所决定。金属的共同性质也是由金属的结构所决定的。金属的共同性质也是由金属的结构所决定的。二、金属晶体的结构二、金属晶体的结构 金属（除汞外）在常金属（除汞外）在常温下一般都是固体。在金温下一般都是固体。在金属中，金属原子一层层紧属中，金属原子一层层紧密地堆积着，每一个金属密地堆积着，每一个金属原子周围有许多相同的金原子周围有许多相同的金属原子围绕着。属原子
2、围绕着。由于金属由于金属原子的外层电子比较少，原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。电荷的金属阳离子。金属原子释金属原子释出的电子在各金出的电子在各金属离子间自由地属离子间自由地运动，这样依靠运动，这样依靠金属阳离子与带金属阳离子与带负电荷的自由电负电荷的自由电子之间强烈的相子之间强烈的相互作用使金属离互作用使金属离子紧密地堆积在子紧密地堆积在一起。一起。三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系三、金属晶体的结构与金属性
3、质的内在联系 1 1金属晶体结构与金属导电性的关系金属晶体结构与金属导电性的关系 在金属晶体中，在金属晶体中，存在着许多自由电存在着许多自由电子，这些自由电子子，这些自由电子的运动是没有一定的运动是没有一定方向的，但在外加方向的，但在外加电场的条件下自由电场的条件下自由电子就会发生定向电子就会发生定向运动，因而形成电运动，因而形成电流，所以金属容易流，所以金属容易导电。导电。2 2金属晶体结构与金属的导热性的关系金属晶体结构与金属的导热性的关系 自由电子自由电子运动时与金属运动时与金属离子碰撞把能离子碰撞把能量从温度高的量从温度高的部分传到温度部分传到温度低的部分，从低的部分，从而使整块金属而
4、使整块金属达到相同的温达到相同的温度。度。3 3金属晶体结构与金属的延展性的关系金属晶体结构与金属的延展性的关系 金属晶体中由金属晶体中由于金属离子与自由于金属离子与自由电子间的相互作用电子间的相互作用没有方向性，各原没有方向性，各原子层之间发生相对子层之间发生相对滑动以后，仍可保滑动以后，仍可保持这种相互作用，持这种相互作用，因而即使在外力作因而即使在外力作用下，发生形变也用下，发生形变也不易断裂。不易断裂。金属的延展性金属的延展性自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子位错位错+组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子1.“1.“电子气理论电子气理论”(自由电
5、子理论自由电子理论)金属原子脱落来的价电子形成遍布整金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的个晶体的“电子气电子气”,被所有原子所共用，被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。从而把所有的原子维系在一起。2.2.这种金属原子间由于电子气产这种金属原子间由于电子气产生的作用生的作用.(.(金属键强弱判断金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。半径小金属键强，熔沸点高。3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键作用形成的单通过金属键作用形成的单质晶体质晶体1.1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身身 的性质有
6、关的是金属的的性质有关的是金属的 （CD CD）A.A.导电性导电性 B.B.导热性导热性 C.C.密度密度 D.D.熔点熔点 课堂练习课堂练习 3.3.下列叙述中，一定是金属元素的是下列叙述中，一定是金属元素的是 （C C）A.A.最外层只有一个电子最外层只有一个电子 B.B.核外最外电子层有核外最外电子层有1-21-2个电子个电子 C.C.在反应中很容易失去电子在反应中很容易失去电子 D.D.具有金属光泽的单质具有金属光泽的单质 2.2.某晶体不导电，在熔融状态下能被电解，则该晶某晶体不导电，在熔融状态下能被电解，则该晶 体是体是 （C C）A.A.分子晶体分子晶体 B.B.原子晶体原子晶
7、体 C.C.离子晶体离子晶体 D.D.金属晶体金属晶体 4.4.下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是（是（CDCD）A.A.导电、导热性导电、导热性 B.B.延展性延展性 C.C.光亮而透明光亮而透明 D.D.熔点都很高熔点都很高 5.5.与金属的导电性和导热性有关的是与金属的导电性和导热性有关的是 （D D）A.A.原子半径大小原子半径大小 B.B.最外层电子数的多少最外层电子数的多少 C.C.金属的活泼性金属的活泼性 D.D.自由电子自由电子 。6.6.关于晶体的下列说法正确的是（关于晶体的下列说法正确的是（A A）A A、在晶体中只要有阴离子
8、就一定有阳离子、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 7.7.下列说法中，无科学性错误的是下列说法中，无科学性错误的是 （D D）A A、离子晶体中一定无共价键、离子晶体中一定无共价键 B B、极性分子中一定没有非极性键、极性分子中一定没有非极性键 C C、非极性分子中一定没有极性键、非极性分子中一定没有极性键 D D、分子晶体中一定无离子键、分子晶体中一定无离子键8
9、.8.下列叙述中，不正确的是（下列叙述中，不正确的是（ADAD）A A、凡离子晶体，一定含金属离子、凡离子晶体，一定含金属离子 B B、非极性分子和极性分子都可以形成分子晶体、非极性分子和极性分子都可以形成分子晶体 C C、分子晶体熔化时共价键没有被破坏、分子晶体熔化时共价键没有被破坏 D D、在、在CClCCl4 4晶体中，氯原子和碳原子是以共价键构成晶体中，氯原子和碳原子是以共价键构成 的正四面体结构，所以的正四面体结构，所以CClCCl4 4是原子晶体是原子晶体9.9.在下列有关晶体的叙述中错误的是（在下列有关晶体的叙述中错误的是（C C）A A、离子晶体中，一定存在离子键、离子晶体中，
10、一定存在离子键 B B、原子晶体中，只存在共价键、原子晶体中，只存在共价键 C C、金属晶体的熔沸点均很高、金属晶体的熔沸点均很高 D D、稀有气体的原子能形成分子晶体、稀有气体的原子能形成分子晶体10.10.下列有关晶体的叙述中，不正确的是（下列有关晶体的叙述中，不正确的是（ACAC）A.A.二氧化硅晶体中，每个硅原子可以与二个氧原子形二氧化硅晶体中，每个硅原子可以与二个氧原子形 成共价键成共价键 B.B.氯化钠晶体中，每个氯化钠晶体中，每个NaNa 周围距离最近且相等的周围距离最近且相等的NaNa 共有共有1212个个 C.C.氯化铯晶体中，每个氯化铯晶体中，每个CsCs 周围距离最近且相
11、等的周围距离最近且相等的ClCl 共有共有6 6个个 D.D.石墨晶体中，每一层内碳原子数与碳碳共价键数之石墨晶体中，每一层内碳原子数与碳碳共价键数之 比是比是2323第三节第三节 金金 属属 晶晶 体体 （第二课时）（第二课时）四四 金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构思考：思考：1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？一、金属原子在二维平面里放置一、金属原子在二维平面里放置金属晶体的原子平面堆积模型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哪种排列方式圆球周围剩余圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？2、二维堆积、二维堆积I I
12、 型型II II 型型行列对齐四球一行列对齐四球一空空 非最紧密排列非最紧密排列行列相错三球一行列相错三球一空最紧密排列空最紧密排列密置层密置层非密置层非密置层金属晶体原子平面排列方式有几种？非密置层探究探究A143213642A5密置层配位数为4配位数为6二、金属原子在三维空间里堆积二、金属原子在三维空间里堆积n简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型1 1金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积 晶胞的形状是什晶胞的形状是什么？含几个原子？么？含几个原子？1、非密置层层层堆积方式有两种：、非密置层层层堆积方式有两种：（1
13、）相邻层原子在同一直线上的堆积相邻层原子在同一直线上的堆积简单立方堆积简单立方堆积配位数：配位数：晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数16例：例：（2）相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中相邻原子层上层原子填入下层原子的凹穴中n体心立方堆积（体心立方堆积（IA，VB，VIB）金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型2 2金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型体心立方堆积体心立方堆积配位数：配位数：28晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数:三维堆积三维堆积四种方式四种方式 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心体心立方立方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成123456
14、123456AB，2、密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线密置层堆积方式不存在两层原子在同一直线的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。的情况，只有相邻层紧密堆积方式，类似于钾型。123456123456123456123456 第二层第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。位。(或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。密的堆积方式。下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积
15、的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456 于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即即 AB AB 堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积方紧密堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)1200平行六面体平行六面体六方密堆积六方密堆积晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数:6123456123456123456123456ABCAABC面心立方面心立方 BCA晶胞含金属原子数晶胞含金属原子数:4镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积
16、模型对比二、金属晶体中有关计算二、金属晶体中有关计算1.晶胞中微粒数的计算晶胞中微粒数的计算(1)简单立方：在立方体顶点的微简单立方：在立方体顶点的微粒为粒为8个晶胞共享，个晶胞共享，空间利用率：空间利用率：(2r)(2r)3 34 4r r3 3/3/3=52.36%=52.36%微粒数为：微粒数为：81/8=1（2）体心立方：在立方体顶）体心立方：在立方体顶点的微粒为点的微粒为8个晶胞共享，处个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于于体心的金属原子全部属于该晶胞。该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=2空间利用率：空间利用率：体心立方堆积体心立方堆积配位数：配位数：8（3）面心立方：在立
17、方体顶点的微粒为）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8+61/2=4 空间利用率：空间利用率：(2(21.414r)1.414r)3 34 44 4r r3 3/3/3=74.05%=74.05%立方体边长=a；立方体对角线 a；四面体边长=a；1 1、金属晶体的形成是因为晶体中存在、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （）A.A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互作用 D.D.金属原子与
18、自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用 C练习练习3 3、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（）A.A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子有阴离子B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共离子晶体中只含有离子键，不含有共价键价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键不含有其他化学键 B2 2金属能导电的原因是金属能导电的原因是（）A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱相互作用较弱 B B金属晶体中
19、的自由电子在外加电场作用下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可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用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下可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 C 已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的已知金属铜为面心立方晶体，如图所示，铜的相对原子质量为相对原子质量为63.54，密度为，密度为8.936g/cm3，试，试求求（1）图中正方形边长）图中正方形边长 a，（2）铜的金属半径）铜的金属半径 raarrorr提示：提示：数出面心立方中的铜的个数数出面心立方中的铜的个
20、数：巩固练习（5）XY晶体的结构单元如下图所示，晶体中距离最近的晶体的结构单元如下图所示，晶体中距离最近的X+与与Y-的核距离为的核距离为acm，已知阿伏加德罗常数为，已知阿伏加德罗常数为NA，其密度，其密度为为pg/cm3，则，则XY的摩尔质量可以表示为：的摩尔质量可以表示为：X+Y-提提示：示：质量质量=密度密度*体积体积2NAa3pg/mol资资料料金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是-锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是-锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金
