金属键与金属晶体.
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金属原子之间的结合方式主要有金属键和金属键晶体两种形式。
金属键是金属原子通过共享电子互相结合的一种强力连接方式。
在金属中,金
属原子的外层电子云自由移动,形成一个电子气。
这些自由移动的电子能够在整个金属晶体中流动,形成了金属的导电性和热导性。
在金属键中,金属原子通过彼此共享外层电子而形成一个电子海。
金属中的原
子失去其外层电子,形成带正电荷的离子核,而这些失去的电子则形成自由电子及电子气。
这些电子能够在整个金属中自由移动,并保持金属结构的稳定。
金属键晶体是金属原子通过金属键结合而形成的晶体。
金属原子之间呈均匀排
列的结构使金属具有可压性和可延展性。
金属键晶体可以通过正交晶胞、体心立方晶胞、面心立方晶胞等晶胞结构来进行描述。
其中,体心立方晶胞和面心立方晶胞结构是比较常见的金属结构。
在金属键晶体中,金属原子通过金属键的共享形成一种由正离子核和自由电子
气组成的网络状结构。
正离子核在晶体中呈现规律排列,并且由共享的电子云包围着。
自由电子气在整个晶体中流动,并使得金属具有导电性和热导性。
不同金属原子之间的结合方式还会受到原子半径、电子云分布及电子结构的影响。
通常情况下,相同金属原子之间的结合力较强,而不同金属原子之间的结合力较弱。
总的来说,金属原子之间的结合方式是由金属键和金属键晶体两种形式组成的。
金属键通过共享电子形成金属的导电性和热导性,而金属键晶体则通过规律的金属结构实现金属的可压性和可延展性。
这些结合方式使金属具有独特的物理和化学性质,并广泛应用于工业和科学领域。
金属键金属晶体课件金属键与金属晶体课件一、金属键概述金属键是金属元素之间的化学键,它是金属晶体的基本结构特征。
金属键不同于离子键和共价键,其特点在于电子的自由运动。
在金属晶体中,金属原子通过金属键相互连接,形成具有特定几何形状的晶体结构。
二、金属键的特性1.电子的自由运动:金属键中,金属原子的外层电子脱离原子核的束缚,形成自由电子。
这些自由电子在整个金属晶体中自由运动,为金属提供了良好的导电性和导热性。
2.金属键的强度:金属键的强度较大,金属晶体具有较高的熔点和沸点。
金属键还具有较好的延展性,使金属在外力作用下能够发生塑性变形。
3.金属键的饱和性:金属键具有饱和性,即一个金属原子所能提供的空位数量有限。
当金属原子之间的距离过远时,金属键将断裂,金属晶体将发生断裂。
4.金属键的方向性:金属键具有一定的方向性,使金属晶体具有特定的几何形状。
金属原子的排列方式决定了金属晶体的晶体结构。
三、金属晶体的结构1.金属晶体的类型:根据金属原子排列方式的不同,金属晶体可分为面心立方(FCC)、体心立方(BCC)和六方最密堆积(HCP)等类型。
2.金属晶体的晶面和晶向:金属晶体中的晶面和晶向是描述晶体结构的重要参数。
晶面指数(hkl)和晶向指数[uvw]分别表示晶面和晶向在晶体坐标系中的取向。
3.金属晶体的缺陷:金属晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
这些缺陷对金属的物理和化学性质具有重要影响。
四、金属键的应用1.金属材料的制备:金属键是金属材料制备的基础。
通过控制金属原子之间的金属键,可以制备出具有不同性能的金属材料。
2.金属材料的性能优化:通过调控金属晶体中的缺陷,可以优化金属材料的性能,如提高强度、硬度、耐磨性等。
3.金属材料的表面处理:金属材料的表面处理技术,如电镀、喷涂等,基于金属键的作用原理,旨在提高材料的耐腐蚀性、装饰性和功能性。
4.金属基复合材料:金属基复合材料是将金属与其他材料(如陶瓷、塑料等)复合而成的新型材料。
金属键一、金属键的涵义1定义:金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用所形成的化学健叫金属键。
2强度:金属键的强弱与原子半径、价电子数有关。
原子半径越小,价电子越多,金属键就越强。
3对性质的影响:金属键越强,金属晶体的熔、沸点就越高、硬度就越大。
同一主族从上到下,价电子数相同,原子半径依次增大,金属键依次减弱;同一周期从左到右,价电子数依次增多,原子半径依次减小,金属键依次增强。
4金属晶体:通过金属键所形成的晶体叫做金属晶体。
5金属的原子结构特点(1)自由电子:金属原子的价电子比较少,容易失去价电子变成金属阳离子,这些释放出的电子在整个晶体中可以自由地运动,这些价电子叫做自由电子。
(2)自由电子的特性:价电子不专属某个或某几个金属原子,为整个晶体所有。
“自得自失,互得互失”。
(3)金属晶体的结成:金属阳离子、自由电子。
正因为金属晶体中存在自由电子,所以表现出一些相似的物理性质。
二、对金属物理通性的解释1、金属的物理通性:金属都具有一定的金属光泽、延展性、导电性、导热性,A、金属光泽:大多数金属呈现银白色,是因为自由电子能吸收所有频率的光又立即将它们反射出来。
在粉末状时多显灰色或黑色,如Pt、Ag在粉末时呈黑色,是因为金属粉末表面凹凸不平,光线照射地上面经过多次反射和吸收后,几乎全部被吸收,所以呈黑色。
B、不透明:由于各种波长的光在金属表面都能被自由电子阻挡,所以除极薄的铂片外,金属都不透明。
C、导电性:自由电子在电场作用下作定向移动的结果。
D、导热性:自由电子通过碰撞,把能量从高温部分传到低温部分,从而使整个晶体达到同样的温度。
E、延展性:金属阳离子与自由电子之间的作用不是固定的,所以在外力作用下可以产生相对的滑动,滑动的结果,金属发生了形变,但各层之间的金属键的作用仍然存在,金属并没有断裂,所以大多数金属都有不同程度的延展性。
(说明:如果外力的作用破坏了金属键的作用,金属还是会发生断裂的。
)F如:白金丝拉到直径为1/5000 mm不断裂;金箔可过到厚度为1/10000 mm。
高一化学竞赛辅导资料(第9周)知识回顾:金属的物理性质:状态:常温下,除了是液体外,其余都为。
色泽:除了Cu、Au等金属外,大多数金属都是色,且有金属光泽。
其他性质:具有性、性、性。
1.为什么大部分的金属是银白色的?金属的颜色与什么有关?对大多数金属而言,其中的自由电子能吸收所有频率的光,然后很快放出所有频率的光,因而大多数金属呈现钢灰色乃至银白色。
也有少数金属,他们较易吸收某一频率的光,而呈现其互补色。
如金为黄色,铜为赤红色,铋为淡红色,铯为淡黄色,铅为灰蓝色。
当金属是粉末状时为什么一般是黑色的?2. 常见的重金属包括哪些金属?重金属一定有毒吗?我们常说的重金属有毒,会使蛋白质变性,主要指的是重金属离子,而不是重金属的单质。
重金属的离子要达到一定浓度时才会有毒,量很少的时候是没有毒的。
有些重金属离子在很稀的时候,不但没毒,反而对人有益。
3.什么是焰色反应? 金属元素都有焰色反应吗?当某些金属及其化合物在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出。
而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm~760nm),因而能使火焰呈现颜色。
由于各种原子的结构不同,电子跃迁时能量的变化就不相同,就发出不同波长的光,因而在火焰上呈现不同的颜色。
在化学上,常用来测试某种金属元素是否存在。
同时利用焰色反应,人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。
焰色反应是元素的一种物理性质,无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应,它属物理变化过程。
不是所有元素都有特征的焰色。
只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
竞赛考点:金属键1、金属键的概念:金属晶体中的金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用,自由电子为整个金属所共用,所以金属键没有饱和性和方向性。
金属键与金属晶体1 金属键定义金属阳离子与自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键本质金属原子的价层电子受原子核的束缚比较弱,价层电子容易脱离原子核的束缚形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起。
“电子气”使得金属阳离子和自由电子之间形成强烈的相互作用。
这一理论称为“电子气理论”,金属键本质上是一种电性作用影响金属键强弱的因素金属元素的原子半径一般而言,金属元素的原子半径越小,金属键越强金属原子价层电子数一般而言,金属原子的价层电子数越多,金属键越强金属键的特征自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子,即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子,但都不可能独占某个或某几个自由电子,电子在整块金属中自由运动。
金属键既没有方向性,也没有饱和性。
金属键模型如图3-3-1所示图3-3-1存在金属单质或合金2 金属晶体(1)定义:金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体,叫做金属晶体。
(2)特点:①构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子;②在金属晶体中,不存在单个分子;③金属晶体中金属阳离子被自由电子所包围。
名师提醒(1)在金属晶体中有阳离子,但没有阴离子,所以,晶体中有阳离子不一定有阴离子,若有阴离子,则一定有阳离子。
(2)金属单质或合金的晶体(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。
(3)金属晶体与共价晶体一样,是一种“巨分子”。
3 电子气理论解释金属材料的有关性质物理性质电子气理论解释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,而且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,所以在各原子层之间发生相对滑动以后,仍可以保持这种相互作用,因而即使在外力作用下,金属发生形变也不易断裂。
因此,金属有良好的延展性。
如图3-3-2所示:图3-3-2导电性在金属晶体中,自由电子的移动是没有方向的,但是在外加电场的作用下,自由电子就会发生定向移动,因而形成电流,所以金属容易导电。