1、已学过的金属知识已学过的金属知识1.金属的分类金属的分类按密度分按密度分重金属：铜、铅、锌等重金属：铜、铅、锌等 轻金属：铝、镁等轻金属：铝、镁等 黑色金属：铁、铬、锰黑色金属：铁、铬、锰 有色金属：除铁、铬、锰以外的金属有色金属：除铁、铬、锰以外的金属 按储量分按储量分常见金属：铁、铝等常见金属：铁、铝等 稀有金属：稀有金属：分析：分析：通常情况下，金属原子的部分或全通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，在部外围电子受原子核的束缚比较弱，在金属晶体内部，它们可以从金属原子上金属晶体内部，它们可以从金属原子上“脱落脱落”下来的价电子，形成自由流动下来的价电子，形成自由流
2、动的电子。这些电子不是专属于某几个特的电子。这些电子不是专属于某几个特定的金属离子，是均匀分布于整个晶体定的金属离子，是均匀分布于整个晶体中。中。（1）定义：）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。（2）形成）形成 成键微粒成键微粒:金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子 存存 在在:金属单质和合金中金属单质和合金中（3）方向性）方向性:无方向性无方向性二、金属键与金属的物理性质二、金属键与金属的物理性质1.1.金属键金属键 具有金属光泽具有金属光泽,能导电能导电,导热导热,具有良好的具有良好的延展性延展性,金属的这些共性是有金属晶体中的金属的
3、这些共性是有金属晶体中的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的2.金属的物理性质金属的物理性质 通常情况下金属晶体内部电子的通常情况下金属晶体内部电子的运动是自由流动的，但在外加电场的运动是自由流动的，但在外加电场的作用下会定向移动形成电流作用下会定向移动形成电流小结：小结：共共 性性金属晶体与性质的关系金属晶体与性质的关系导电性导电性导热性导热性延展性延展性在金属晶体中，存在许多自由电子，自由电子在金属晶体中，存在许多自由电子，自由电子在外加电场的作用下，自由电子定向运动，因在外加电场的作用下，自由电子定向运动，因而形成电流而形成电流由于金属晶体中自由电子运动时
4、与金属离子由于金属晶体中自由电子运动时与金属离子碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度部分，从而使整块金属达到相同的温度由于金属晶体中金属键是没有方向性的，各原由于金属晶体中金属键是没有方向性的，各原子层之间发生相对滑动以后，仍保持金属键的子层之间发生相对滑动以后，仍保持金属键的作用，因而在一定外力作用下，只发生形变而作用，因而在一定外力作用下，只发生形变而不断裂不断裂金属金属Na MgAlCr熔点熔点/97.56506601900部分金属的熔点部分金属的熔点（4 4）金属的熔点）金属的熔点为什么金属晶体熔点差距如此巨大？
5、为什么金属晶体熔点差距如此巨大？结论：结论：金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属的熔点高低与金属键的强弱有关。的熔点高低与金属键的强弱有关。影响金属键的强弱的因素是什么呢？影响金属键的强弱的因素是什么呢？根据下表的数据，请你总结影响金属键的因素根据下表的数据，请你总结影响金属键的因素金属金属Na MgAlCr原子外围电子排布原子外围电子排布3s1 3s23s23p13d54s1原子半径原子半径/pm186160143.1124.9原子化热原子化热/kJmol-1108.4146.4326.4397.5熔点熔点/97.56506601900部分金属
6、的原子半径、原子化热和熔点部分金属的原子半径、原子化热和熔点 金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱又金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，金属键的强弱又可以用原子化热来衡量。原子化热是指可以用原子化热来衡量。原子化热是指1mol1mol金属固体完全金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。6.影响金属键强弱的因素影响金属键强弱的因素（1）金属元素的原子半径）金属元素的原子半径（2）单位体积内自由电子的数目）单位体积内自由电子的数目一般而言：一般而言：金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子数目越大
7、，金属键越强，金属晶体的硬度越大，子数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。熔、沸点越高。如：如：同一周期金属原子半径越来越小，单位体积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。自由电子数减少，故熔点越来越低，硬度越来越小。总总 结结 金属键的概念金属键的概念 运用金属键的知识解释金属的物理运用金属键的知识解释金属的物理性质的共性和个性性质的共性和个性 影响金属键
8、强弱的因素影响金属键强弱的因素1.下列有关金属键的叙述错误的是下列有关金属键的叙述错误的是 ()A.金属键没有方向性金属键没有方向性B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在金属键是金属阳离子和自由电子之间存在 的强烈的静电吸引作用的强烈的静电吸引作用C.金属键中的电子属于整块金属金属键中的电子属于整块金属D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键金属的性质和金属固体的形成都与金属键 有关有关B练练 习习2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是下列有关金属元素特性的叙述正确的是 A.金属原子只有还原性金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性金属离子只有氧化性B.金属元素在化合物中一定显正化合价金属元素
9、在化合物中一定显正化合价C.金属元素在不同化合物中化合价均不相同金属元素在不同化合物中化合价均不相同D.金属元素的单质在常温下均为晶体金属元素的单质在常温下均为晶体B3.金属的下列性质与金属键无关的是金属的下列性质与金属键无关的是()A.金属不透明并具有金属光泽金属不透明并具有金属光泽 B.金属易导电、传热金属易导电、传热 C.金属具有较强的还原性金属具有较强的还原性 D.金属具有延展性金属具有延展性C4.能正确描述金属通性的是能正确描述金属通性的是 ()A.易导电、导热易导电、导热 B.具有高的熔点具有高的熔点 C.有延展性有延展性 D.具有强还原性具有强还原性AC5.下列生活中的问题，不能
10、用金属键知识下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是解释的是 （）A.用铁制品做炊具用铁制品做炊具 B.用金属铝制成导线用金属铝制成导线 C.用铂金做首饰用铂金做首饰 D.铁易生锈铁易生锈D7.金属键的强弱与金属金属键的强弱与金属价电子数价电子数的多少有关，的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半半径大小径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是 A.Li Na K B.Na Mg Al C.Li Be Mg D.Li Na MgB
11、黄铁矿黄铁矿萤萤 石石水晶水晶绿色鱼眼石绿色鱼眼石菱锰矿菱锰矿晶体的特性晶体的特性1.1.晶体与非晶体晶体与非晶体(1)(1)晶体：内部微粒（原子、离子或分晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。排列构成的固体物质。(2)(2)非晶体：内部原子或分子的排非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。列呈现杂乱无章的分布状态。金属晶体金属晶体金属晶体金属晶体晶胞：晶胞：从晶体中从晶体中“截取截取”出来具有代表性的最小出来具有代表性的最小部分。是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。部分。是能够反映晶体结构特征的基本重复
12、单位。晶胞晶胞与与晶体晶体砖块砖块与与墙墙蜂室蜂室与与蜂巢蜂巢金属晶体金属晶体金属原子通过金属键形成的晶体称金属原子通过金属键形成的晶体称为为金属晶体金属晶体。主要有三种晶体类型。主要有三种晶体类型。A1A2A3 由于金属键没有方向性，每个金属原子中由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。而成的。非密置层非密置层 密置层密置层在一个层中，最紧密的堆积方式，是一在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围个球与周围 6 6 个球相切，
13、在中心的周围形个球相切，在中心的周围形成成 6 6 个凹位，将其算为第一层。个凹位，将其算为第一层。等径圆球等径圆球的密堆积方式有的密堆积方式有A A3 3型最密堆积，型最密堆积，A A1 1型最密堆积。型最密堆积。123456第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1 1，3 3，5 5 位。位。(或对准或对准 2 2，4 4，6 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。两种最紧密的堆积方式。下图是下图是A A3 3
14、型六方紧型六方紧密堆积的前视图密堆积的前视图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 于是每两层形成一个周期，于是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-A3型型。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各，上下层各 3)第三层的第三层的另一种排列另一种排列方式，是将球对准第一层方式，是将球对准第一层的的 2，4，6 位，不同于位，不同于 AB 两层的位置，这是两层的位置，这是 C 层。层。123456123456123456123456面心立方紧密堆积的前视图面心立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层
15、再排第四层再排 A，于是形，于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积得到面心立方堆积A1型型。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)BCA ABC ABC 形式的堆积，形式的堆积，为什么是面心立方堆积？为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。我们来加以说明。这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%74.05%。金属钾金属钾 K 的的立方体心堆积立方体心堆积 还有一种空间利用率稍低的堆积方式还有一种空间利用率稍低的堆积方式A A2 2型型-立方体心堆积立方体心堆积：立方体：立方体 8 8 个顶点上
16、的球互不相切，但均与体心位置上的球相个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。切。配位数配位数 8 8，空间利用率为，空间利用率为68.02%68.02%。六方紧密堆积六方紧密堆积 面心立方紧密堆积面心立方紧密堆积立方体心堆积立方体心堆积 金属的金属的堆积方式堆积方式体心立方结构晶胞体心立方结构晶胞面心立方结构晶胞面心立方结构晶胞 六方密堆结构晶胞六方密堆结构晶胞 三种典型结构面心立方最密堆积A1体心立方密堆积A2六方最密堆积A3常见金属Ca,Cu,Au,Al,Pd,Pt,AgLi,Na,K,Ba,W,FeMg,Zn,Ti结构示意图常见金属晶体的三种结构型式常见金属晶体的三种结构型式晶胞
17、中粒子数的求算方法：晶胞中粒子数的求算方法：（1）处于）处于顶点顶点的粒子，同时为的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒个晶胞所共有，每个粒子有子有1/8属于该晶胞；属于该晶胞；（2）处于）处于棱上棱上的粒子，同时为的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个个晶胞所共有，每个粒子有粒子有1/4属于该晶胞；属于该晶胞；（3）处于）处于面上面上的粒子，同时为的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个个晶胞所共有，每个粒子有粒子有1/2属于该晶胞；属于该晶胞；（4）处于晶胞）处于晶胞内部内部的粒子，则完全属于该晶胞。的粒子，则完全属于该晶胞。(1)六方晶胞：六方晶胞：在六方体顶点的微粒为在六方体顶点的微粒为6个晶胞个
18、晶胞共有，在面心的为共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：121/6+21/2+3=6 (2)面心立方：面心立方：在立方体顶点的微粒为在立方体顶点的微粒为8个个晶胞共有，在面心的为晶胞共有，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(3)体心立方：体心立方：在立方体顶点的微粒为在立方体顶点的微粒为8个个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。于该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=2合金合金是指由两种或两种以上的金属或是指由两种或两种以上的金
19、属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质合而成并具有金属特性的物质。合金一般是将各组分熔合成均匀的合金一般是将各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得的。液体，再经冷凝而制得的。合金置换过程合金置换过程1)具有超导性质的合金，具有超导性质的合金，如如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等等2)具有特殊电学性质的金属间化合物，具有特殊电学性质的金属间化合物，如如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半导体材料用等在半导体材料用3)具有强磁性的合金物，具有强磁性的合金物，如稀土元素（如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，
20、Y等）和等）和Co的化合物，具有的化合物，具有特别优异的永磁性能特别优异的永磁性能合金的特性：合金的特性：4)具有奇特吸释氢本领的合金（常称为贮氢具有奇特吸释氢本领的合金（常称为贮氢材料），材料），如如 LaNi5，FeTi，R2Mg17和和R2Ni2Mg15。(R等仅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一种很有前途的储能和换能材料。是一种很有前途的储能和换能材料。5)具有耐热特性的合金，具有耐热特性的合金，如如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，FeAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等等不仅具有很好的高温强度，并且，在高温下不仅具有很好的高温强度，并且
21、，在高温下具有比较好的塑性具有比较好的塑性合金的特性：合金的特性：6)耐蚀的合金，如某些金属的碳化物，硼化耐蚀的合金，如某些金属的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蚀性能；覆件的耐蚀性能；7)具有形状记忆效应、超弹性和消震性的合具有形状记忆效应、超弹性和消震性的合金，如金，如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工业上得到应用。等已在工业上得到应用。合金的特性：合金的特性：1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和
22、权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终
23、责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的
24、图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。
