人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体图片ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体图片ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了第三节金属晶体，金属样品，金属的结构，金属键，金属之最，理论基础，二维堆积，思考与交流，金属晶体基本构型，堆积方式及性质小结等内容，欢迎下载使用。

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。
金属为什么具有这些共同性质呢?
问题：构成金属的粒子有哪些？
金属离子和自由电子之间的较强作用—— 金属键
“有阳离子而无阴离子”是金属独有的特性。
金属单质中不存在单个分子或原子。
通过金属键作用形成的单质晶体
常温下，绝大多数金属单质和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态。金属晶体的熔沸点差别较大。
熔化时破坏的作用力：金属键
(4)金属键的特征：自由电子可以在整块金属中自由 移动，因此金属键没有方向性和饱和性。
(1)金属键的定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用，叫金属键。
(2)金属键的成键微粒：金属阳离子和自由电子。
(3)存在于金属单质和合金中。
(5)金属键的本质：“电子气理论”(自由电子理论)　　
电子气理论：经典的金属键理论叫做“电子气理论”。它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。“电子气”被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。
（6）影响金属键强弱的因素：
规律：金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。
因素：金属元素的原子半径和价电子数
【思考1】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大 而递减，试用金属键理论加以解释。同主族元素价电子数相同（阳离子所带电荷数相同），从上到下，原子（离子）半径依次增大，则单质中所形成金属键依次减弱，故碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减。【思考2】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小。同周期元素，从左到右，价电子数依次增大，原子（离子）半径依次减弱，则单质中所形成金属键依次增强，故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小顺序是：钠＜镁＜铝。 
思考3：卤素单质的熔沸点从上到下却升高？
【讨论1】 金属为什么易导电？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。导电性随温度升高而降低。
三、金属晶体的结构与 金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论2】金属为什么易导热？
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
2、金属晶体结构与金属导热性的关系
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？  原子晶体受外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动之后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不断裂，因此，金属有良好的延展性。
3、金属晶体结构与金属延展性的关系
4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色
由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。
【小结】金属晶体的结构与性质的关系
总结：三种晶体类型与性质的比较
相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体
分子间以范德华力相结合而成的晶体
金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅
Au、Fe、Cu、钢铁等
1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（ ） A.金属离子间的相互作用 B.金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用
2.金属能导电的原因是（ ） A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B．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 C．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 D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
下列叙述正确的是（ ） A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B．原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键
4、下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是 （ ） A、用铁制品做炊具 B、用金属铝制成导线 C、用铂金做首饰 D、铁易生锈
5、下列物质中含有金属键的是 ( )A、金属铝 B、合金C、NaOH D、NH4Cl
熔点最低的金属是--------
熔点最高的金属是--------
密度最小的金属是--------
密度最大的金属是--------
硬度最小的金属是--------
硬度最大的金属是--------
最活泼的金属是----------
最稳定的金属是----------
延性最好的金属是--------
展性最好的金属是--------
四、金属晶体的原子堆积模型
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，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。
堆积原理： 组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子的数目。
空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。用它来表示紧密堆积的程度 球体积 空间利用率=  100% 晶胞体积
金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式
金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成.那么,非密置层在三维空间里堆积有几种方式？请比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别。
晶胞的形状是什么？含几个原子？
例1：简单立方晶胞空间利用率计算
----体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
非密置层的另一种堆积是将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中
例2：计算体心立方晶胞中金属原子的空间利用率
解：体心立方晶胞：中心有1个原子， 8个顶点各1个原子，每个原子被8个 晶胞共享。每个晶胞含有几个原子:1 + 8 × 1/8 = 2
设原子半径为r 、晶胞边长为a ，根据勾股定理，得：2a 2 + a 2 = (4r) 2
空间利用率  = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积  100% =
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。
思考：密置层的堆积方式有哪些？
下图是此种六方紧密堆积的前视图
第一种是将第三层的球对准第一层的球。
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 。 ( 同层 ，上下层各 。 )
此种立方紧密堆积的前视图
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 。( 同层 ， 上下层各 )
按密置层的堆积方式的第一种：六方最密堆积
（Be Mg ⅢB ⅣB ⅦB ）
按密置层的堆积方式的第二种：面心立方最密堆积
（ⅠB Pb Pd Pt ）
堆积方式 点阵形式 空间利用率 配位数 Z 球半径面心立方最密堆积(A1) 面心立方 74.05% 12 4 六方最密堆积(A3) 六方 74.05% 12 2体心立方密堆积(A2) 体心立方 68.02% 8(或14) 2 金刚石型 堆积(A4) 面心立方 34.01% 4 8
练习：某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。