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1、金屬鍵 金屬晶體 金屬特性 延展性，能導(dǎo)電 金屬光澤 能傳熱 1、非金屬原子之間通過共價鍵結(jié)合成單質(zhì)或化合物活潑 金屬與活潑非金屬通過離子鍵結(jié)合形成化合物，那么，金 屬單質(zhì)中金屬原子之間是采取怎樣的方式結(jié)合的呢？ 2、你能根據(jù)圖 3 1中金屬的用途和日常 生活經(jīng)驗歸納出金屬的物理性質(zhì)嗎？你知 道由金屬原子堆積而成的金屬為什么具有 這些物理性質(zhì)嗎？ 一、金屬鍵和金屬特性 1、金屬鍵： （ 1）含義：金屬離子和自由電子之間強烈的相互作用。 這些電子在三維空間里可以自由 運動，且與金屬陽離子吸引 膠合 在一 起，形成金屬晶體，這種結(jié)合力成為 金屬鍵。 金屬鍵的強弱受什么因素影響？ 金屬 Na Mg
2、Al Cr 原子外圍電子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半徑 /pm 186 160 143.1 124.9 原子化熱 /kJmol 1 108.4 146.4 326.4 397.5 熔點 / 97.5 650 660 1900 （ 2）金屬鍵的強弱 原子半 徑大小 單位體積 內(nèi)自由電 子的數(shù)目 原子 化熱 金屬鍵 金屬硬度、熔沸點 結(jié)論：一般而言，金屬元素的 原子半徑越小 、單位體積 內(nèi)自由電子的 數(shù)目越多 ，金屬鍵就 越強 ，金屬晶體的硬 度 越大 ，熔沸點 就越高 ！ 提示：原子化熱是指 1mol金屬固體完全氣化成遠(yuǎn)離的氣 態(tài)原子時吸收的能量。 熔點最高的金屬為鎢
3、 (3407 )，最低的為汞 ( 39 ) 2、金屬特性 金屬鍵理論解釋 (1)導(dǎo)電性 自由電子能較“自由”地在整個晶 體內(nèi)運動，但在 外加電場作用 下，自由 電子在金屬內(nèi)部作 定向 (移向正極 )移動 ， 使金屬具有良好的導(dǎo)電性。 (2)傳熱性 金屬受熱，加速自由電子與金屬原子之間的能量交換， 將熱能從一端傳遞到另一端，從而使金屬具有良好的傳熱 性。 (3)延展性 由于自由電子的膠合作用，當(dāng) 晶體受到外力作用時，原子間容易 進(jìn)行滑動，所以金屬往往能夠捶打 成薄片，抽拉成細(xì)絲，表現(xiàn)出良好 的延展性。 (4)金屬光澤 * 自由電子能量差異很大，所以金屬能夠吸收幾乎所有 的可見光并在金屬表面把不同
4、能量的光子重新釋放出來， 而使金屬不透明，具有多彩的金屬光澤。 二、金屬晶體 人類對晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 宏觀上：有規(guī)則的幾何外形 微觀上：晶體內(nèi)部微粒有序排列 討論：這些微粒是如何作有序排列的？你如何理 解？ 晶體的原子呈周期性排列 非晶體的原子不呈周期性排列 二、金屬晶體 將金屬原子視作等徑小球 金屬銅的晶體結(jié)構(gòu) 晶胞是人為劃定的 晶胞堆積成晶體 晶體與晶胞的關(guān)系可用蜂巢與峰室的關(guān)系比喻 然而，蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。 1、晶胞：能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的 基本重復(fù)單位 (或稱為 最小重復(fù)單位 )，它是人為劃定的。 晶胞堆積成晶體 二、金屬晶體 將金屬原子視作等徑小球 特征：晶胞一
5、般都是平行六 面體，且無隙并置，即晶胞與晶 胞之間 共棱 、 共面 、 共頂點 ，具 有可平移性。 金屬晶體的結(jié)構(gòu)：等徑球的堆積。 如果將等徑小球在一平面上排列，有兩種排布方式，按 （ a）圖方式排列，園球周圍剩余空隙最小，稱為密置層； 按（ b）圖方式排列，剩余的空隙較大，稱為非密置層。 由密置層按一定方式堆積起來的結(jié)構(gòu)稱為密堆積結(jié)構(gòu)。 2、常見堆積方式 非密置層 簡單立方 體心立方 屬于體心立方晶格結(jié)構(gòu)的金屬晶體有： Na、 K、 Cr、 Mo、 W等。 體心立方堆積中，任何一個原子都可以作為體心； 體心的原子在另外一種情況下可能作為頂點。 密置層 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4
6、5 6 A B ， 第二層 對第一層來講最緊密的 堆積方式是將球?qū)?zhǔn) 1,3,5 位。 ( 或 對準(zhǔn) 2,4,6 位，其情形是一樣的 ) 關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩 種最緊密的堆積方式。 下圖是此種六方 最密堆積的前視圖 A B A B A 第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。 1 2 3 4 5 6 于是每兩層形成一個周期， 即 AB AB 堆積方式，形成六 方 最 密堆積 屬于六方緊密堆積晶格的金屬晶體有： Mg、 Zn、 Ti 等。 第三層的 另一種 排列 方式， 是將球?qū)?zhǔn)第一層 的 2， 4， 6 位 ， 不同于 AB 兩層的位置 ， 這是 C 層。 1 2 3 4 5
7、6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 此種立方最密堆積的前視圖 A B C A A B C 第四層再排 A， 于是形成 ABC ABC 三層一個周期。 得 到 立方最密 堆積 B C A ABC ABC 形式的堆積， 為什么是面心立方堆積？ 我們來加以說明。 屬于面心立方晶格的金屬晶體有： Ag、 Au、 Cu 、 Pb等。 圖中不同顏色的小球都代表同一種金屬原子 3、晶胞中原子個數(shù)計算方法 1/8 1 立方晶胞中實有化學(xué)單元 (原子、離子或分子 )數(shù)的確定 晶 格 點 類 型 角頂 邊 面心 體心 對一個單元晶 胞的貢獻(xiàn) 1/8 1/4 1/2 1 六方
8、晶胞中，角頂?shù)呢暙I(xiàn)為 1/6 按照晶胞中所含原子個數(shù)的計算方法，試 計算出面心立方堆積晶胞中所含原子個數(shù)。 面心立方堆積的晶胞 中所含原子個數(shù)為 4 Na Zn 金剛石 練習(xí)：試計算下列晶胞中所含原子個數(shù)。 4、合金 一種金屬和另一種或幾種金屬 (或非金屬 )的融合體 討論：閱讀 P37 合金的性質(zhì)與結(jié) 構(gòu) ，總結(jié)出合金相比于純金屬的 優(yōu)點。 4、晶體密度 = Z M V N AZ 代表晶胞中原子或分子數(shù) NA 代表阿佛加德羅常數(shù) M 代表化學(xué)式量 V 代表晶胞體積 例題：晶體是質(zhì)點（分子、離子、或原子）在空間有規(guī)則地 排列的，具有整齊外形，以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)。在空間里 無限地周期性的重復(fù)能成為晶體的具有代表性的最小單元，稱 為晶胞。一種 Al Fe合金的立體晶胞如圖所示。 （ 1）確定該合金的化學(xué)式 _。 （ 2）若晶胞的邊長 a nm，計算此合金的密度 （不必化簡） g/cm3。 Fe2Al 37 )10( 274568 aN A 3 2110556 aN A 或
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