1、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
2、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,常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外； 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,不同金属熔沸点，硬度差别较大；,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。,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。,良好的延展性。,金,铂,金属单质在化学反应中
3、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：4.5g/cm3 Na Mg,重金属：4.5g/cm3 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
4、)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
5、模型1,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2,三维堆积四种方式,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,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 ),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,第一种是将球对准第一层的球。,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,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层
6、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 ), , ,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,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,阅读课文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,