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第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体
金属样品
一、金属键与金属晶体
(一)金属键
1.电子气理论
(1)金属原子最外层电子脱落形成自由电子。
2.金属键
(1)定义:
金属阳离子和自由电子之间的较强作用(静电作用)
(2)特征:
无方向性与饱和性,成键电子可以在金属中自由流动。
(3)电子在整个金属中自由移动。形成“电子气”把金属阳离子维系在一起。
(2)金属中存在粒子为:金属阳离子与自由电子。
(3)强弱判断:
金属离子所带电荷越多、半径越小,金属键越强
(二)金属晶体
(2)组成粒子:
(3)作用力:
通过金属键结合形成的晶体。
(1)定义:
金属单质和合金都属于金属晶体
金属阳离子和自由电子
金属键
1.概念
2.物理性质特征
(1)总体:
导电性、导热性、延展性。
熔沸点高低不一。
(2)熔沸点高低判断方法
金属阳离子所带电荷越多,半径越小,熔沸点越高
(3)物理特性与结构的关系
①导电性
外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动,因而形成电流而导电。
②导热性
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。
③延展性
当金属受到外力作用时,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。
自由电子
+
金属离子
金属原子
位错
+
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+
+
【小试牛刀】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
B
二、金属晶体的原子堆积模型
几个概念:
配位数:
在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数
空间利用率:
球体积和
空间利用率= 100%
晶胞体积
最密堆积:
微粒之间的作用力使微粒间尽可能的