1、3 金属晶体金属元素在周期表中的位置金属元素在周期表中的位置金属样品金属样品描述金属键的最简单的理论是描述金属键的最简单的理论是 “电子气电子气”理论理论一一 金属键金属键 该理论把金属键描述为金属原子脱该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气电子气”。被所有原子共用。被所有原子共用,从而把从而把所有的金属原子维系在一起。所有的金属原子维系在一起。金属阳离子金属阳离子“沉浸沉浸”在在“电子气电子气”的的“海洋海洋”中。中。1 金属键金属键金属阳离子和自由电子之间的金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用。强烈相互作用。金属单质和合金中
2、金属单质和合金中无方向性。无方向性。（1 1）定义：）定义：（2 2）成键微粒）成键微粒:（3 3）存在）存在:金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子2 金属的特性金属的特性n（1 1）导电性）导电性n（2 2）导热性）导热性n（3 3）延展性）延展性 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+金属晶体熔点变化规律金属晶体熔点变化规律熔点最低的金属：汞（常温时成液态）熔点最低的金属：汞（常温时成液态）熔点很高的金属：钨（熔点很高的金属：钨（3410）铁的熔点：铁的熔点：1535 一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：一般情况下，金属晶体熔点由金属
3、键强弱决定：金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高，硬度也越大。金属键越强，熔点就越高，硬度也越大。但金属性越弱但金属性越弱如：如：K Na Mg Al Li Na K Rb Cs金属之最金属之最熔点最低的金属是熔点最低的金属是-Hg-Hg熔点最高的金属是熔点最高的金属是-W-W密度最小的金属是密度最小的金属是-Li-Li密度最大的金属是密度最大的金属是-7676OsOs硬度最小的金属是硬度最小的金属是-Cs-Cs硬度最大的金属是硬度最大的金属是-Cr-Cr最活泼的金属是最活泼的金属是-Cs-Cs最稳定的金属是最稳
4、定的金属是-Au-Au延性最好的金属是延性最好的金属是-Pt-Pt展性最好的金属是展性最好的金属是-Au-Au二二 金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型 探究探究金属晶体的原子在平面上的排列方式A1432配位数为4二维平面中堆积方式二维平面中堆积方式非密置层非密置层A136425配位数为6二维平面中堆积方式二维平面中堆积方式密置层密置层 探究探究金属晶体的原子在平面上的排列方式金属晶体的原子在平面上的排列方式有两种非密置层和密置层非密置层和密置层A1432A136425配位数为4配位数为6非密置层在三维空间里的堆积方式非密置层在三维空间里的堆积方式配位数：配位数：6每个晶胞含原子数：每
5、个晶胞含原子数：1相邻相邻非密置层非密置层原子的原子核在原子的原子核在同一直线同一直线上的堆积上的堆积（1 1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微粒数空间利用率：空间利用率：(2r)(2r)3 34r4r3 3/3/3=52.36%=52.36%微粒数为：微粒数为：81/8=1（2 2）计算晶胞的空间利用率）计算晶胞的空间利用率6 6=配位数：配位数：8每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：2 将上层金属原子填入下层的金属原子形将上层金属原子填入下层的金属原子形成的成的凹穴凹穴中，并使中，并使非密置层非密置层的原子稍稍分离的原子稍稍分离（1 1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微粒数空间利用率：
6、空间利用率：微粒数为：微粒数为：1+81/8=2（2 2）计算晶胞的空间利用率）计算晶胞的空间利用率（1 1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微粒数空间利用率：空间利用率：微粒数为：微粒数为：1+81/8=2（2 2）计算晶胞的空间利用率）计算晶胞的空间利用率密置层在三维空间里的堆积方式密置层在三维空间里的堆积方式六方最密堆积六方最密堆积面心立方最密堆积面心立方最密堆积123456123456AB，关键是第三层。对第一、二层来说，关键是第三层。对第一、二层来说，第三第三层可以有两种最紧密的堆积方式。层可以有两种最紧密的堆积方式。123456第三层的一种排列方式第三层的一种排列方式:AB堆积方式
7、堆积方式 六方最密堆积的前视图六方最密堆积的前视图ABABA123456配位数：配位数：12每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：1200平行六面体平行六面体镁型晶胞镁型晶胞每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：2六方最密堆积（镁型）的空间利用率六方最密堆积（镁型）的空间利用率22360sinaaaSaaah3623622的四面体高边长为先求先求S再求再求h)2(3423个球晶胞中有球rV每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：2【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）（1 1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微粒数微粒数为：
8、微粒数为：1+81/8=2（2 2）计算晶胞的空间利用率）计算晶胞的空间利用率空间利用率：空间利用率：【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）第三层的另一种排列第三层的另一种排列方式方式:ABC堆积方式堆积方式123456123456123456【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）123456紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABCAABC配位数：配位数：每个晶胞含原子数：每个晶胞含原子数：124【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件
9、（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）BCA【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）铜型晶胞铜型晶胞【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）（1 1）计算晶胞中的微粒数）计算晶胞中的微
10、粒数微粒数为：微粒数为：6 1/2 +81/8=4（2 2）计算晶胞的空间利用率）计算晶胞的空间利用率空间利用率：空间利用率：【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）简单立方堆积简单立方堆积配位数配位数=6空间利用率空间利用率=52.36%体心立方堆积体心立方堆积 配位数配位数=8空间利用率
11、空间利用率=68.02%六方最密堆积六方最密堆积 配位数配位数=12空间利用率空间利用率=74.05%面心立方最密堆积面心立方最密堆积配位数配位数=12空间利用率空间利用率=74.05%堆积方式及性质小结堆积方式及性质小结【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）(1)金晶体每个晶胞中含有金晶体每个晶胞中含有 个金原子。个金原子。(2)一个晶胞的体积是多少一个晶胞的体积是多少?(3)金晶体的密度是多少金晶体的密度是多少?课堂练习课堂练习金晶体的晶胞如图所示。金晶体的晶胞如图所示。Au的半径为的半径为r，NA表表示阿伏加德罗常数的值，示阿伏加德罗常数的值，M表示金的摩尔质量表示金的摩尔质量【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）【人教版】化学选修金属晶体PPTPPT优秀课件（实用教材）
