3.3.1金属晶体 讲义-2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体的结构与性质 第三节 金属晶体 一、金属键和金属晶体 1、钠原子、氯原子能够形成三种不同类别的物质： (1)化合物是NaCl，其化学键类型是离子键 (2)非金属单质是Cl2，其化学键类型是非极性共价键 (3)金属单质是Na，根据金属单质能够导电，推测金属单质钠中存在的结构微粒是Na＋和自由电子 2、金属键 (1)金属键的概念 ①金属键：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 ②成键微粒：金属阳离子和自由电子 ③成键条件：金属单质或合金 (2)金属键的本质 描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。它把金属键形象地描绘为金属原子脱落下来的价电子 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，形成一种“巨 分子”。 (3)金属键的特征 金属晶体里的电子不专属于某几个特定的金属离子，而是几乎均匀地分布在整个晶体里，把所有金属 原子维系在一起，所以金属键没有方向性和饱和性。 3、金属晶体 (1)金属晶体概念 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体 (2)金属晶体物理特性分析 ①金属一般具有金属光泽的原因：是金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分反射 出来，因而金属一般有光泽和一定颜色 ②金属具有良好延展性的原因：金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生 相对滑动而不会破坏金属键，金属虽形变但不断裂，故金属晶体具有良好的延展性 ③金属有良好的导电性的原因：金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动 ④金属有良好导热性的原因：自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而使能量发生 传递，使整块金属达到相同的温度 4、金属晶体的熔沸点、硬度比较 (1)金属的熔沸点高低及硬度大小与金属键的强弱直接相关。金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度一般 也越大 (2)金属键的强弱主要取决于金属阳离子的半径和离子所带的电荷数 (3)同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点逐渐升高同主族金属单质，从上到下(如碱金属) 熔、沸点逐渐降低 (4)金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(38.9 ℃)，而铁等金属熔点很高(1535 ℃)，这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属键强弱不同而造成的差别 5、金属晶体与金属键的联系 二、金属晶体的堆积方式 1、金属原子在二维平面中放置的两种方式 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——非 密置层和密置层 (1)晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。分析上图非密置层的配位数是4，密置 层的配位数是6 (2)密置层放置，平面的利用率比非密置层的要高 2、金属晶体的原子在三维空间里的4种堆积模型 堆积模型 采纳这种堆积 的典型代表 晶胞 配位数 空间利用率 每个晶胞 所含原子数 非密置层 简单立 方堆积 Po 6 52% 1 体心立 方堆积 Na、K、Fe 8 68% 2 密置层 六方最 密堆积 Zn、Ti、Mg 12 74% 2 面心立方 最密堆积 Cu、Ag、Au 12 74% 4 1 $20 SCHF 种子化学家族 种子化学出品 第三章 晶体的结构与性质 第三节 金属晶体 一、金属键和金属晶体 1、钠原子、氯原子能够形成三种不同类别的物质： (1)化合物是 NaCl，其化学键类型是离子键 (2)非金属单质是 Cl2，其化学键类型是非极性共价键 (3)金属单质是 Na，根据金属单质能够导电，推测金属单质钠中存在的结构微粒是 Na＋和自由电子 2、金属键 (1)金属键的概念 ①金属键：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 ②成键微粒：金属阳离子和自由电子 ③成键条件：金属单质或合金 (2)金属键的本质 描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。它把金属键形象地描绘为金属原子脱落下来的价电子 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，形成一种“巨 分子”。 (3)金属键的特征 金属晶体里的电子不专属于某几个特定的金属离子，而是几乎均匀地分布在整个晶体里，把所有金属 原子维系在一起，所以金属键没有方向性和饱和性。 3、金属晶体 (1)金属晶体概念 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体 (2)金属晶体物理特性分析 ①金属一般具有金属光泽的原因：是金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分反射 出来，因而金属一般有光泽和一定颜色 ②金属具有良好延展性的原因：金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生 相对滑动而不会破坏金属键，金属虽形变但不断裂，故