結構3-3金屬晶體

Ti第三節金屬晶體學.科.網

從上述金屬的應用來看，金屬有哪些共同的物理性質呢?一、金屬共同的物理性質學.科.網容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質呢?二、金屬的結構問題：構成金屬晶體的粒子有哪些？組成粒子：作用力：金屬陽離子和自由電子學.科.網金屬離子和自由電子之間的較強作用－－金屬鍵（電子氣理論）金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質晶體金屬鍵強弱判斷:陽離子所帶電荷多、半徑小－金屬鍵強，熔沸點高。金屬鍵：金屬晶體中原子之間的化學作用力叫做金屬鍵。學.科.網

金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽離子和自由電子，陽離子整體共同整體吸引自由電子而結合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強作用就叫做金屬鍵。金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的共價鍵，這種鍵既沒有方向性也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動，使得金屬呈現出特有的屬性在金屬單質的晶體中，原子之間以金屬鍵相互結合。金屬鍵是一種遍布整個晶體的離域化學鍵。強調：金屬晶體是以金屬鍵為基本作用力的晶體。電子氣理論：經典的金屬鍵理論叫做“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬原子上“脫落”下來的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負電的“電子氣”，金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系⑴金屬導電性的解釋學.科.網在金屬晶體中，充滿著帶負電的“電子氣”（自由電子），這些電子氣的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下電子氣就會發生定向移動，因而形成電流，所以金屬容易導電。晶體類型離子晶體金屬晶體導電時的狀態導電粒子水溶液或

熔融狀態下晶體狀態自由移動的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導電的區別：

導熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質運動的結果，那么金屬晶體導熱過程中“電子氣”（自由電子）擔當什么角色?⑵金屬導熱性的解釋“電子氣”（自由電子）在運動時經常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區域里的“電子氣”（自由電子）能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。“電子氣”（自由電子）在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。⑶金屬延展性的解釋當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以在各原子層之間發生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。

不同的金屬在某些性質方面，如密度、硬度、熔點等又表現出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關。金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子位錯+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++資料金屬之最熔點最低的金屬是--------汞熔點最高的金屬是--------鎢密度最小的金屬是--------鋰密度最大的金屬是--------鋨硬度最小的金屬是--------銫硬度最大的金屬是--------鉻最活潑的金屬是----------銫最穩定的金屬是----------金延性最好的金屬是--------鉑展性最好的金屬是--------金課后閱讀材料1．超導體——一類急待開發的材料一般說來，金屬是電的良好導體(汞的很差)。1911年荷蘭物理學家H·昂內斯在研究低溫條件下汞的導電性能時，發現當溫度降到約4K(即—269、)時汞的電阻“奇異”般地降為零，表現出超導電性。后又發現還有幾種金屬也有這種性質，人們將具有超導性的物質叫做超導體。2．合金：兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質，叫做合金，合金屬于混合物，對應的固體為金屬晶體。合金的特點①仍保留金屬的化學性質，但物理性質改變很大；②熔點比各成份金屬的都低；③強度、硬度比成分金屬大；④有的抗腐蝕能力強；⑤導電性比成分金屬差。金屬晶體的原子平面堆積模型金屬晶體中的原子可堪稱直徑相等的小球。將等徑園球在一平面上排列，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。

（a）非密置層

（b）密置層簡單立方堆積（Po）金屬晶體的原子空間堆積模型1金屬晶體的堆積方式──簡單立方堆積

簡單立方堆積體心立方堆積（IA，VB，VIB）金屬晶體的原子空間堆積模型2金屬晶體的堆積方式──鉀型

體心立方堆積配位數：8金屬晶體的原子空間堆積模型3鎂型銅型123456

第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準

1，3，5位。(或對準2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。

下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA

第一種是將球對準第一層的球。123456

于是每兩層形成一個周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積。

配位數12。(同層6，上下層各3

)六方密堆積

第三層的另一種排列方式，是將球對準第一層的

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是

C層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成

ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積。

配位數12

。(同層6，上下層各3

)面心立方

BCA鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數晶胞簡單立方52%6鉀型(bcp)K、Na、Fe68%8鎂型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12銅型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(釙)1．下列有關金屬元素特征的敘述中正確的是A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．金屬元素在化合物中一定顯正價C．金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D．金屬單質的熔點總是高于分子晶體能力訓練2．關于ⅠA族和ⅡA族元素的下列說法中正確的是A．同一周期中，ⅠA族單質的熔點比ⅡA族的高B．濃度都是0.01mol·L－1時，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小C．氧化鈉的熔點比氧化鎂的高D．加熱時碳酸鈉比碳酸鎂易分解3．有A、B、C三種元素。已知①4gA元素的單質與水作用，標況下放出H22.24L，反應中有1.204×1023個電子發生轉移。②B元素可與A形成AB2型的離子化合物，且知A、B的離子具有相同的核外電子排布。③元素C的氣態氫化物可與其最高價氧化物的水化物發生非氧化還原反應生成鹽，1mol該鹽含42個電子。據此填寫下列空白：（1）元素符號：A___________，B___________，C___________。（2）用電子式表示C的氣態氫化物的形成過程___________；它與B的氣態氫化物反應時有___________現象發生，生成物的電子式___________，它屬于___________晶體。4、某些金屬晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方