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1、第一單元 金屬鍵 金屬晶體,,一.已學(xué)過的金屬知識(shí),1.金屬的分類 (1)黑色金屬和有色金屬 (2)重金屬和輕金屬 4.5g/cm3 (3)稀有金屬和常見金屬,2.金屬元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特征,二.金屬鍵 描述金屬鍵的最簡(jiǎn)單的理論是“電子氣”理論. 該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”.這些電子不是專屬于某幾個(gè)特定的金屬離子,而是均勻分布于整個(gè)晶體中,被所有原子共用,從而把所有的金屬原子維系在一起.金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”中.,1.定義：金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用。,2.形成 成鍵微粒:金屬陽離子和自由電子 存在:金屬
2、單質(zhì)和合金中 3.方向性: 無方向性,4.金屬的共性:具有金屬光澤,能導(dǎo)電,導(dǎo)熱,具有良好的延展性,金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)致的,（1）導(dǎo)電性 （2）導(dǎo)熱性 （3）延展性,通常情況下金屬內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)是不固定的，但在外加電場(chǎng)的作用下會(huì)定向移動(dòng)形成電流,,5.金屬的特性,注：金屬的熔點(diǎn)硬度和金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵的強(qiáng)弱又可以用原子化熱來衡量。原子化熱是指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量。 部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點(diǎn),6.影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素,（1）金屬元素的原子半徑 （2）單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目 如：同一周期金屬原子半徑越來
3、越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加，故熔點(diǎn)越來越高，硬度越來越大；同一主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小。,黃鐵礦,螢石,水晶,綠色魚眼石,菱錳礦,三.金屬晶體,1.晶體 (1)定義:通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。 (2)其結(jié)構(gòu)特征是內(nèi)部的微粒在三維空間的排布具有特定的周期性,即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。 2.晶胞：能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單元 3.原子的密堆積方式,密堆積的定義:,密堆積：由無方向性的金屬鍵、離子鍵和范德華力等結(jié)合的晶體中，原子、離子或分子等微觀粒子總是趨向于相互配位數(shù)高，能充分利用空間的堆積密度最大的那些結(jié)構(gòu)。
4、 密堆積方式因充分利用了空間，而使體系的勢(shì)能盡可能降低，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。,,,這樣得到的是簡(jiǎn)單立方堆積,自然界只有釙(Po)采用這種排列.,,這是非密置層另一種堆積方式，將上層金屬填入下層金屬原子形成的凹穴中。,得到的是體心立方堆積，如金屬K等。,第二層 對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn) 1，3，5 位。 ( 或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一樣的 ),關(guān)鍵是第三層，對(duì)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,A,第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。,,,,,,,,于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即 AB AB 堆積方式，形成六方緊密堆積。,配位數(shù) 1
5、2 。 ( 同層 6，上下層各 3 ),六方最密堆積分解圖,,,,,,,,,,,此種立方緊密堆積的前視圖,A,第四層再排 A，于是形成 ABC ABC 三層一個(gè)周期。 得到面心立方堆積。,配位數(shù) 12 。 ( 同層 6， 上下層各 3 ),,,,,,,,,ABC ABC 形式的堆積，為什么是面心立方堆積？ 我們來加以說明。,面心立方最密堆積分解圖,,,鎂型，六方堆積,銅型，面心立方堆積,4.晶胞中金屬原子數(shù)目的計(jì)算(平均值),,頂點(diǎn)占1/8,棱占1/4,面心占1/2,體心占1,金晶體的最小重復(fù)單元(也稱晶胞)是面心立方體，即在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)各有個(gè)金原子，各個(gè)面的中心有一個(gè)金原子，每個(gè)金原
6、子被相鄰的晶胞所共有(如圖)。金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，M表示金的摩爾質(zhì)量。 (1)金晶體每個(gè)晶胞中含有 個(gè)金原子。 (2)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定 。 (3)一個(gè)晶胞的體積是多少? (4)金晶體的密度是多少?,,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則頂點(diǎn)上原子被______個(gè)晶胞共有,側(cè)棱上的原子被_______個(gè)晶胞所共有，頂面棱上的原子被_______個(gè)晶胞所共有,思考:如果晶胞結(jié)構(gòu)為六棱柱,結(jié)果如何?,12,6,4,晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，其中含有20個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)原子，試觀察右邊圖形，回答： 這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元由 個(gè)硼原子組成， 鍵角是 ，共含有 個(gè)BB鍵。,12,30,最近發(fā)現(xiàn)一種由某金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示頂角和面心的原子是M原子，棱的中心和體心的原子是N原子，它的化學(xué)式為,A BMN C D條件不夠，無法寫出化學(xué)式,,,C,5.合金,(1)定義：把兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫做合金。 (2)特點(diǎn) 合金的熔點(diǎn)比其成分中金屬 (低，高，介于兩種成分金屬的熔點(diǎn)之間；) 具有比各成分金屬更好的硬度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能。,低,
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