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1、化学工艺流程第1页，本讲稿共29页教学目标教学目标1、了解金属的性质和形成原因、了解金属的性质和形成原因2、掌握金属键的本质、掌握金属键的本质“电子气理论电子气理论”3、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金、能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质属的性质4、掌握金属晶体的四种原子堆积模型、掌握金属晶体的四种原子堆积模型第2页，本讲稿共29页TiTi金属样品金属样品第3页，本讲稿共29页 一一、金属共同的物理性质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。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金属为什么具有这些共同性质呢?二、金属的结构二
2、、金属的结构问题：构成金属晶体的粒子有哪些？问题：构成金属晶体的粒子有哪些？第4页，本讲稿共29页组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子1.“1.“电子气理论电子气理论”(自由电子理论自由电子理论)金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的的“电子气电子气”,被所有原子所共用，从而把所被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。有的原子维系在一起。第5页，本讲稿共29页2.2.金属键金属键:这种金属原子间由于电子气产生的这种金属原子间由于电子气产生的作用作用.(.(在金属晶体中，金属阳离子和自由电子在金属晶体中，金属阳离子和自由电子之
3、间的较强的相互作用之间的较强的相互作用)在金属晶体中。在金属晶体中。金属键强弱判断金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高。小金属键强，熔沸点高。3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶通过金属键作用形成的单质晶体体第6页，本讲稿共29页【讨论讨论1 1】金属为什么易导电金属为什么易导电？在金属晶体中，存在着许多自由电在金属晶体中，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向的，但在外加电场的条件下自由电子自由电子就就会会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所以金，因而形
4、成电流，所以金属容易导电。属容易导电。三、金属晶体的结构与金属性质的内在联三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系系第7页，本讲稿共29页【讨论讨论2 2】金属为什么易导热金属为什么易导热？金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子运自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高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的部分传到温度低的部分，从而使整，从而使整块金属达到相同的温度。块金属达到相同的温度。第8页，本讲稿共29页【讨论讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性？金属为什么具有较好的延展性？金属晶体中由于金属离子与自由电子间的金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互相互作用
5、没有方向性作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。用下，发生形变也不易断裂。不同的金属在某些性质方面，如不同的金属在某些性质方面，如密度密度、硬度硬度、熔熔点点等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。中原子的排列方式等因素有关。第9页，本讲稿共29页金属的延展性金属的延展性自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子位错位错+第10页，本讲稿共29页资资料料金属之最金属之最熔点最
6、低的金属是熔点最低的金属是-汞汞熔点最高的金属是熔点最高的金属是-钨钨密度最小的金属是密度最小的金属是-锂锂密度最大的金属是密度最大的金属是-锇锇硬度最小的金属是硬度最小的金属是-铯铯硬度最大的金属是硬度最大的金属是-铬铬最活泼的金属是最活泼的金属是-铯铯最稳定的金属是最稳定的金属是-金金延性最好的金属是延性最好的金属是-铂铂展性最好的金属是展性最好的金属是-金金第11页，本讲稿共29页1 1、金属晶体的形成是因为晶体中存在、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （）A.A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用
7、金属离子与自由电子间的相互作用 D.D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用 C练习练习第12页，本讲稿共29页2 2金属能导电的原因是（金属能导电的原因是（）A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相相互作用较弱互作用较弱 B B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下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可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下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可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 C第13页，本讲
8、稿共29页3 3、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（）A.A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子有阴离子B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共离子晶体中只含有离子键，不含有共价键价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，不含有分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键其他化学键 B第14页，本讲稿共29页 4 4、为什么碱金属单质的熔、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？下却升高？第15页，本讲稿共29页二二金
9、属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构思考：思考：1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？第16页，本讲稿共29页金属晶体的原子平面堆积模型金属晶体的原子平面堆积模型 （a）非密置层（b）密置层哪种排列方式哪种排列方式圆球周围剩余圆球周围剩余空隙最小？空隙最小？第17页，本讲稿共29页n简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo）金属晶体的原子空金属晶体的原子空间堆堆积模型模型1 1金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积 晶胞的形状是什晶胞的形状是什么？含几个原子么？含几个原子？第18页，本讲稿共29页n体心立方堆积（体心立方堆积（IA，V
10、B，VIB）金属晶体的原子空金属晶体的原子空间堆堆积模型模型2 2金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型第19页，本讲稿共29页三维堆积三维堆积四种方式四种方式 简简单单立立方方堆堆积积钾型钾型体心立体心立方方由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成第20页，本讲稿共29页123456第二层第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。位。(或对准或对准2，4，6位，其情形是一样的位，其情形是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆
11、积方式。密的堆积方式。第21页，本讲稿共29页下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456于是于是每两层形成一个周期每两层形成一个周期，即即ABAB堆积方式，形成六堆积方式，形成六方紧密堆积。方紧密堆积。配位数配位数12。(同层同层6，上下层各，上下层各3)第22页，本讲稿共29页六方密堆积六方密堆积第23页，本讲稿共29页第三层的另一种排列第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层方式，是将球对准第一层的的2，4，6位位，不同于，不同于AB两层的位置，这是两层的位置，这是C层。层。1234561234
12、56123456第24页，本讲稿共29页123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排第四层再排A，于是形，于是形成成ABCABC三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积。得到面心立方堆积。配位数配位数12。(同层同层6，上下层各上下层各3)第25页，本讲稿共29页镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式第26页，本讲稿共29页三、金属晶体的四种堆积模型对比三、金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型堆积模型典型代表典型代表空间利空间利用率用率配位数配位数晶胞晶胞简单立方简单立方钾型钾型(bcp)镁型镁型(hcp)铜型铜型(ccp)阅读课文阅读课文7979资料卡片资料卡片，并填写下表，并填写下表第27页，本讲稿共29页金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积模型对比第28页，本讲稿共29页石墨是层状结构的石墨是层状结构的混合型混合型晶体晶体 第29页，本讲稿共29页