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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。
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。
姓名,年级:时间:第一课时金属键与金属晶体的性质学习目标:1。
了解金属键的含义—-“电子气”理论,能用电子气理论解释金属具有导电、导热、延展性的原因。
2。
理解金属键的概念,能用金属键理论解释金属的物理性质.[知识回顾]1.金属单质的物理性质有哪些通性?答:具有金属光泽,有导电性、导热性和延展性.2.两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金.合金的熔点比各成分金属的都低。
硬度比成分金属大。
[要点梳理]1.金属键(1)概念:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”被所有原子所共有,从而把所有金属原子维系在一起。
(2)成键微粒:金属阳离子和自由电子。
(3)成键的条件:金属单质或合金。
(4)应用:“电子气”理论能很好地解释金属材料良好的延展性、导电性、导热性。
2.金属晶体在金属单质的晶体中,原子之间以金属键相互结合,构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子。
3.金属键的强度差别很大,例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而钨是熔点最高的金属,这是由于形成的金属键强弱不同的缘故.一般来说,金属的原子半径越小,金属键越强,金属的价电子数越多,金属键越强.4.金属材料有良好的延展性,由于金属键没有方向性,当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键;金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动;金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下,自由电子与金属原子频繁碰撞,阻碍了自由电子对能量的传递。
知识点一金属键1.金属键的定义:金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用叫金属键。
2.金属键的本质——电子气理论:金属原子对外围电子的束缚力不强,从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”。
正是由于“自由电子”在整个金属固体中不停地运动,被所有的金属原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起,使得体系的能量大大降低。