高中化学《金属晶体》课件 新人教版选修3

2014年7月29日星期二
金属阳离子和自由电子 金属键
5
金属键
4、电子气理论对金属的物理性质的解释
⑴金属导电性的解释
在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” （自由电子），这些电子气的运动是没有一定方 向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运 动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导 电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、 Al
金属键
⑵金属导热性的解释 “电子气”（自由电子）在运动时经常与金 属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部 分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子） 能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传 给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作 用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的 部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子
2014年7月29日星期二
错位
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+
金属离子
金属原子
9
金属键
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属离子 自由电子在外加 和自由电 电场的作用下发 子 生定向移动
2014年7月29日星期二

金属晶体的原子空间堆积模型1
• 简单立方堆积（ Po） 晶胞的形状是什么？
含几个原子？
1、简单立方堆积
钋型
金属晶体的原子空间堆积模型2
• 体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
金属晶体的堆积方式──钾型
2、体心立方堆积 钾型
配位数：8 空间占有率： 68.02%
思考：密置层的堆积方式有哪些？
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电？ 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向的，但在外加电场的条件 下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以 金属容易导电。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型 导电时的状态 导电粒子 离子晶体 金属晶体
修高 3二 ）化 第学 三（ 章选
第四节
金属晶体
Ti
固原二中 高二年级组
zhf 09· 03· 04
金属样品
Ti
一、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。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体 组成粒子：金属阳离子和自由电子 作用力：金属离子和自由电子之间的较强作 用—— 金属键（电子气理论） 金属键强弱判断: 阳离子所带电荷多、 半径小－金属键强， 熔沸点高。
两种排列方式的配位数分 金属晶体的原子堆积模型
别是多少？哪种排列方式 金属原子在平面上有几种排列方式？ 使一定体积内含有的原子 数目最多？
（a）非密置层 （b）密置层
思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 活动·探究：
将乒乓球在三维空间堆积起来，有几种不同的堆积方式？ 比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利 用率、晶胞的区别。

nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理

2014年7月30日星期三
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金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
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金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
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金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
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金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
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（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
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金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 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积方式。
上下层各4
6 7 2 3
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金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
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金属晶体的原子堆积模型