金属晶体(教学案)学习目标:⒈ 理解金属键的含义,能用金属键的电子气理论解释金属的一些物理性质。⒉ 知道金属晶体的基本堆积方式,了解常见金属晶体的晶胞结构。学习内容:一、金属键1.金属的结构特点:⑴ 金属原子的最外层电子比较 ,第一电离能 ,容易 电子成为金属离子。⑵ 和 之间存在较强的作用,从而使金属离子紧密地堆积在一起。2.“电子气理论”:经典的金属键理论叫做“电子气理论”。从金属原子上“脱落”下 来的大量自由电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共有。这种 与 之间的较强作用就叫做金属键。这种键既没有 也没有 。 ⒊ 金属的物理通性:一般具有良好的 和 ,有光泽,具有良好的 。用金属键的“电子气理论”解释金属的一些物理性质:⑴ 金属为什么易导电? ⑵ 金属为什么易导热?⑶ 金属为什么有良好的延展性?⒋ 金属键的强弱比较方法:金属键强弱→金属阳离子半径、所带电荷数→金属阳离子电荷数 、离子半径 ,金属键越强。一般情况下(同类型的金属晶体),金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定。阳离子半径 ,所带的电荷 , 自由电子 ,相互作用就 , 熔点就会越高。思考:碱金属单质的熔点顺序为 Li>Na>K>Rb>Cs,试用金属晶体结构的知识加以解释。【注意】由于各种金属原子的性质不同、自由电子的多少不同、金属离子的排列等也不相同,因此各种金属在熔点、硬度、密度上有比较明显的差别。金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体,熔点很低(-38.9℃)。而铁等金属熔点很高(1535℃)。这是由于金属第 1 页 共 4 页晶体堆积方式、金属阳离子与自由电子的静电作用不同而造成的差别。二、金属晶体的原子堆积模型⒈ 金属晶体的原子平面堆积模型(把组成金属单质晶体的原子看作是等径圆球)将等径圆球在一平面上排列,有两种排布方式,按(b)图方式排列,圆球周围剩余空隙最小,称为密置层;按(a)图方式排列,剩余的空隙较大,称为非密置层。(a)非密置层 (b)密置层配位数:*晶体结构的密堆积原理:由于金属键、离子键、范德华力等没有方向性和饱和性,所以在金属晶体,离子晶体,和一些分子型晶体中,组成晶体的微粒总是趋向于形成配位数高,空间利用率大的密堆积结构,由于密堆积方式充分利用空间,从而使体系的势能尽可能降低,结构稳定。为了研究方便,将晶体中的原子,离子等视为具有一定体积的圆球。⒉ 金属晶体的...