金属晶体

金属晶体,离子晶体,共价晶体异同
金属晶体，离子晶体和共价晶体都是晶体的三种基本类型。

金属晶体主要由金属原子组成，其中金属原子形成了一种晶格结构，
而且它们之间是通过共享电子来连接的。

金属晶体具有不同的性质，如导
电性和热传导性等。

离子晶体则由离子形成的结构组成。

在离子晶体中，正离子和负离子
通过离子键结合在一起。

这种结构通常具有高熔点和硬度，并且也是导电
和成为电解液的一种形式。

共价晶体由共价键组成，这种键是通过原子间的电子云重叠而形成的。

共价晶体包括一些常见的材料，如钻石和石墨。

共价晶体通常是硬的，导
电性差，但在某些情况下可能导电。

金属晶体常见类型一、晶体的概念和分类晶体是由周期排列的原子、离子或分子组成的固体，具有有序的结构和规则的几何形状。

根据晶体的结构特点，晶体可以分为单晶体和多晶体两种类型。

二、单晶体单晶体是指晶体中的原子、离子或分子排列有序，沿着一个方向生长，形成连续的完整晶格结构。

单晶体具有高度的结晶性和均匀性，其物理性质在各个方向上具有一致性。

单晶体常见的类型有以下几种：1. 立方晶系立方晶系是指晶体中的晶格具有立方对称性的晶体类型。

常见的立方晶体有金刚石、铁、铜等。

立方晶体具有均匀的原子排列和相同的结构特征。

2. 六方晶系六方晶系是指晶格具有六方对称性的晶体类型。

六方晶体的晶胞结构具有六个等边三角形的面和一个平行于晶轴的正方形面。

常见的六方晶体有纯净的钨、锡等。

3. 正交晶系正交晶系是指晶格具有直角对称性的晶体类型。

正交晶体的晶胞结构具有三个互相垂直的晶轴。

常见的正交晶体有铅、锌等。

4. 斜方晶系斜方晶系是指晶格具有斜角对称性的晶体类型。

斜方晶体的晶胞结构具有两个直角和一个倾斜的晶轴。

常见的斜方晶体有石膏、硫酸铜等。

5. 单斜晶系单斜晶系是指晶格具有一个二折射轴对称性的晶体类型。

单斜晶体的晶胞结构具有一个直角和一个倾斜的晶轴。

常见的单斜晶体有辉石、石膏等。

6. 三斜晶系三斜晶系是指晶格不具有任何对称性的晶体类型。

三斜晶体的晶胞结构没有直角和等边特征。

常见的三斜晶体有石墨、石英等。

三、多晶体多晶体是指晶体中存在多个晶粒，晶粒之间的晶格方向不一致。

多晶体的晶粒形状不规则，晶界处存在原子、离子或分子排列的错位。

多晶体具有各向异性，物理性质在不同方向上有差异。

多晶体常见的类型有以下几种：1. 等轴晶粒等轴晶粒是指晶粒的长、宽、高三个维度长度相近，没有明显的长径比差异。

等轴晶粒常见于均匀快速冷却的金属材料中。

2. 柱状晶粒柱状晶粒是指晶粒的高度远大于宽度和厚度，呈柱状或棒状。

柱状晶粒常见于有向凝固的金属材料中。

3. 银杏状晶粒银杏状晶粒是指晶粒的长径远大于宽度和厚度，呈扁平的银杏叶状。

金属晶体-教学案金属晶体一、教学内容：金属晶体二、教学目标理解金属键的概念和电子气理论，学会用电子气理论解释金属的物理性质；了解金属晶体内原子的几种常见排列方式三、教学重点、难点金属键和电子气理论；金属晶体内原子的空间排列方式四、教学过程：（一）金属键及电子气理论对金属键的解释：金属单质都是由金属原子以某种一定的排列形式紧密堆积而形成的晶体。

金属原子的价电子少、电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，金属原子释放的自由电子并不专属于某个特定的金属离子，而为许多金属离子所共有。

这种金属离子与自由电子之间的较强相互作用就叫做金属键。

金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的化学键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性。

在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。

金属键是一种遍布整个晶体的离域化2学键。

经典的金属键理论叫做“电子气理论”。

它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。

金属具有导电、导热、延展性和金属光泽等物理性质。

说明：1、金属导电性的解释：在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，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电子气就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。

2、金属导热性的解释：金属容易导热，是由于电子气中的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。

3、金属延展性的解释：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3会改变原来的排列方式，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，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。

金属晶体教案教案主题：金属晶体的形成和结构一、教学目标1. 了解金属晶体的基本概念和特点。

2. 掌握金属晶体形成的原因和过程。

3. 认识金属晶体的结构特点，了解常见的金属晶体结构类型。

4. 学会绘制和解析金属晶体的晶体结构图。

二、教学重点1. 金属晶体的形成原因和过程。

2. 不同金属晶体的结构特点和常见结构类型。

三、教学难点1. 金属晶体结构类型的解析和分析。

四、教学过程1. 导入（5分钟）通过展示一些金属制品，如铁锅、铜器等，引导学生思考金属是如何组成的，以激发学生对金属晶体的兴趣。

2. 提出问题（5分钟）提问学生：金属晶体是如何形成的？为什么金属晶体具有特殊的物理和化学性质？3. 探究讨论（15分钟）通过讲解和讨论，引导学生了解金属晶体的形成过程和原因，并结合微观层面的粒子排列现象，分析金属晶体的结构特点。

4. 学习和总结（20分钟）讲解金属晶体的结构类型，包括面心立方、体心立方和简单立方，介绍不同结构类型的特点和应用领域。

5. 练习和巩固（15分钟）让学生根据所学内容，绘制铁、铜、铝等金属晶体的晶体结构图，并解析其结构特点。

6. 拓展应用（10分钟）引导学生思考：除了金属，还有哪些物质可以形成晶体结构？为什么晶体结构具有稳定性和规律性？7. 总结与展望（5分钟）总结金属晶体的形成原因、结构特点以及与其他晶体的联系，展望金属晶体结构的研究和应用前景。

五、教学辅助手段1. 多媒体投影仪和电脑。

2. 金属图样和实物展示。

3. 学生练习册和作业本。

六、教学评估1. 教师观察学生在讨论和练习过程中的表现。

2. 学生完成练习册和作业本中的题目。

七、教学反思通过本节课的教学，学生能够了解金属晶体的形成原因和特点，并掌握不同金属晶体结构类型的解析和绘制。

但是，在讲解金属晶体结构类型时，可能存在学生难以理解的情况，可以通过举例和多次训练加深学生的理解和掌握程度。

原子晶体和金属晶体
原子晶体和金属晶体都属于晶体结构，是由原子或离子通过规则排列而形成的具有一定几何形态的固体。

它们之间的区别在于原子或离子的性质和排列方式有所不同。

原子晶体是由原子通过共价键或离子键结合而形成的晶体。

原子晶体中的原子通过共用电子或者通过正负电荷间的相互作用结合在一起。

常见的原子晶体有金刚石、石英等。

金属晶体是由金属原子通过金属键结合而形成的晶体。

金属晶体中的金属原子通过共享电子而形成的金属键相互连接在一起。

金属晶体具有典型的共性结构和金属特性，如高导电性、高热导性和可塑性等。

常见的金属晶体有铜、铁、铝等。

总的来说，原子晶体和金属晶体都是由原子或离子通过规则排列而形成的晶体，但它们的结合方式和性质有所不同。

原子晶体主要由原子通过共价键或离子键结合，金属晶体主要由金属原子通过金属键结合，且金属晶体具有典型的金属特性。

⾦属晶体的各向异性⾦属键就是典型的⾼能键⾦属原⼦之间通过⾦属键线性相连，⾦属键就是典型的⾼能键，稍⼩能量就可断裂，⾦属键形成也放出很⼩的能量，这是⾦属具有延展性的基础。

⾦属晶体是由⼀个个两端具有电⼦球头盖的多个太极柱体组成的圆柱体摞起来的，⾦属晶体的各向异性就是由此⽽来的。

⾦属的延展性是有⽅向性的，沿原⼦核柱体⽅向延展性最差，沿原⼦核柱体垂直⽅向延展性最好，这是可以想象的，钢管滚动最容易，钢管拖移当然最难。

⾦属晶体的很多性质就是由⾦属键和延展性来决定的。

⾦属键赋予⾦属晶体的导电导热性能，柱体⽅向是电⼦最容易穿过的⽅向，当然也是导电导热的最佳⽅向；延展性赋予了⾦属晶体的机械加⼯性能，沿柱体⽅向切削最容易，向柱体垂直⽅向压延最容易。

⾦属晶体的强度和压延性是对⽴的，对于同块⾦属⽽⾔，延展性好的⽅向强度差，延展性差的⽅向强度好。

显然，柱体⽅向抗压抗拉能⼒最强，柱体垂直⽅向抗压抗拉能⼒最弱。

⾦属晶体抗拉屈服强度就是最⼩断⾯的⾦属键键能的总强度；延伸率就是显⽰的是⾦属晶体柱体的拉⼒⽅向⾓，⽅向⾓越⼩，延伸率越⼩，⽅向⾓90度时，延伸率最⼤；⾦属晶体的硬度和延伸率相反，⽅向⾓越⼩，硬度越⼤，⽅向⾓为零时，硬度最⼤；⾦属晶体的韧性和刚性显⽰的是切削能⼒和机械能⼒，显然，要求得韧性，⽅向⾓就得加⼤，要求得刚性，⽅向⾓就得减⼩，宝⼑是不容易获得的，是需要千锤百炼加上锻造经验的；⾦属晶体的疲劳强度就是⾦属长期处于⼀种受⼒状态⽽导致的⾦属键断裂现象的累积，机器和⼈⼀样，极限劳动下，是需要经常休息的，休息的结果就是⾦属键的重新复合和⾦属性能的恢复。

合⾦⾦属的使⽤可以提⾼⾦属强度，太极体长度不同的添加元素有利于提⾼⾦属柱体之间的交错配合能⼒，从⽽可以避免单⼀⾦属晶体的⾮此即彼的⽭盾选择。

合⾦⾦属的综合性能可以做得很强，⾦属晶体的原有性能是根本保障，这是我们不能忽视的最简单道理。

除⾮特殊需要，⼀般⾦属都不可能是整个晶体构型，⽽是由⼀处处⽅向不同的微晶体构成的混合物。

金属晶体教案金属晶体教案一一、学习目标1.使学生了解金属晶体的模型及性质的一般特点。

2.使学生理解金属晶体的类型与性质的关系。

3.较为系统地掌握化学键和晶体的几种类型及其特点。

二、学习重点：金属晶体的模型;晶体类型与性质的关系。

三、学习难点：金属晶体结构模型。

四、学习过程[投影]选一位同学的家庭作业(以表格形式比较离子晶体、原子晶体和分子晶体结构与性质的关系)。

要求全体同学对照分析各自作业，在教师的引导下进行必要的修正和补充。

然后投影一张正确的表格。

表一：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体结构构成晶体粒子阴、阳离子分子原子粒子间的作用力离子键分子间作用力共价键性质硬度较大较小较大溶、沸点较高较低很大导电固体不导电，溶化或溶于水后导电固态和熔融状态都不导电不导电溶解性有些易溶于等极性溶剂相似相溶难溶于常见溶剂[展示金属实物]展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。

叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

[教师诱导]从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?[学生分组讨论]请一位同学归纳，其他同学补充。

[板书] 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。

[教师诱启]前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢?[板书] 第二节金属晶体[flash动画] 点击“金属晶体内部结构”条目，让学生看金属晶体内容组成微粒内容为，然后再听画外音兼字幕。

再点击“金属晶体内部结构”内部画面左上角“内部结构”条目，让学生看几种常见金属晶体空间构型。

硬球一个一个地堆积给同学观察，成形后再旋转让同学从不同角度进行观察，且拆散、堆积给学生分析。

[画外音兼有字幕]金属(除汞外)在常温下一般都是固体。

金属晶体的结构特点金属在我们的生活中无处不在，从日常使用的锅碗瓢盆到高科技领域的精密仪器，都离不开金属材料。

而要理解金属的各种性质，就需要深入探究其晶体结构特点。

金属晶体是由金属原子通过金属键结合而成的。

金属键是一种特殊的化学键，它使得金属原子之间能够紧密地结合在一起。

在金属晶体中，金属原子失去部分或全部的外层电子，形成自由电子。

这些自由电子在整个晶体中自由运动，就像海洋中的水流一样，被称为“电子气”。

金属晶体常见的结构有三种：体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。

体心立方结构的金属晶体，例如铬、钼、钨等，其晶胞的八个顶点各有一个原子，中心还有一个原子。

这种结构的特点是原子排列较为紧密，具有较高的强度和硬度，但塑性和韧性相对较差。

面心立方结构的金属晶体，像铜、银、金等，晶胞的八个顶点和六个面的中心各有一个原子。

这种结构使得金属具有良好的塑性和韧性，同时也有较好的导电性和导热性。

因为原子的排列比较规则，自由电子在其中的运动也较为顺畅，所以这类金属的导电性往往较为出色。

密排六方结构的金属晶体，如镁、锌、钛等，每个晶胞有 12 个原子，呈六方柱状紧密排列。

这种结构同样具有一定的强度和塑性。

金属晶体的结构特点决定了其物理性质。

由于存在大量自由电子，金属具有良好的导电性和导热性。

自由电子能够在电场的作用下定向移动形成电流，也能够快速传递热量，使得金属成为热的良导体。

金属的延展性也与晶体结构密切相关。

在受到外力作用时，金属原子之间可以发生相对滑动，而不会破坏金属键，这使得金属能够被拉伸、压缩或弯曲成各种形状。

金属晶体的密度通常较大，这是因为原子之间的结合紧密。

同时，金属的熔点和沸点也因其晶体结构的不同而有所差异。

一般来说，结构越紧密，原子间的结合力越强，熔点和沸点就越高。

金属晶体中的缺陷也会对其性质产生影响。

常见的缺陷有点缺陷（如空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、相界）等。

这些缺陷虽然在一定程度上破坏了晶体的完整性，但在某些情况下也可以提高金属的强度和硬度。

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。