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1、第三章 晶体的结构与性质,第三节 金属晶体,Ti,1、金属晶体,（1）概念,（3）粒子间的作用力：,金属键,（2）构成金属晶体的粒子：,金属离子、自由电子,（4）常见金属晶体 ：金属、合金,金属离子与自由电子通过金属键结合而成的晶体叫做金属晶体,一、金属键,2、金属键,金属离子与自由电子之间强烈的相互作用,（1）定义,（2）本质,电子气理论,金属原子的价电子发生脱落，形成金属阳离子和自由电子,自由电子被所有原子所共用从而把所有的金属原子维系在一起,无饱和性；无方向性,3、金属性质与电子气理论,（1）金属导电性,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
2、属容易导电,（2）金属的导热性,自由电子在运动时与金属离子碰撞，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。,高温下热运动剧烈，因此电子的定向移动程度减弱，所以，随着温度的升高，金属的导电性减弱,（3）金属的延展性,金属离子和自由电子间相互作用没有方向性，在外力作用下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,金属晶体的结构与性质的关系,金属键的强弱与离子半径、离子电荷有关,（4）金属的熔点、硬度,金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关,离子半径越小或离子所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔沸点越高
3、、硬度越大。,2、下列四中有关性质的描述，可能是金属晶体的是 A、有分子间作用力结合而成，熔点很低 B、固体或熔融态易导电，熔点较高 C、由共价键结合成网状晶体，熔点很高 D、固体不导电，熔融态也不导电，但溶于水后能 导电,1、下列说法错误的是 A、镁的硬度大于铝 B、镁的熔沸点低于钙 C、镁的硬度大于钾 D、钙的熔沸点高于钾,B,AB,课堂练习,金属之最,熔点最低的金属是-,汞 -38.87,熔点最高的金属是-,钨 3410,密度最小的金属是-,锂 0.53g/cm3,密度最大的金属是-,锇 22.57g/cm3,硬度最小的金属是-,铯 0.2,硬度最大的金属是-,铬 9.0,最活泼的金属是
4、-,铯,最稳定的金属是-,金,延性最好的金属是-,铂铂丝直径： mm,展性最好的金属是-,金金箔厚： mm,小结：三种晶体类型与性质的比较,相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体,共价键,原子,很大,很高,无（硅为半导体）,分子,分子间以范德华力相结合而成的晶体,范德华力,很低,很小,无,通过金属键形成的晶体,金属键,金属阳离子和自由电子,差别较大,差别较大,导体,二、金属晶体的原子堆积模型,1、几个概念,由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以 把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。,理论基础：,组成晶体的金属原子在没有其他因素影响
5、时，在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。,堆积原理：,配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻且距离相等的微粒个数,空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数用来表示紧密堆积程度。,紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。,I 型,II 型,配位数为4,配位数为6,密置层,非密置层,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,2.金属晶体的原子在二维平面的堆积模型,（1）非密置层在三维空间堆积,非最紧密堆积，空间利用率低（52%）,配位数是 个,只有金属（Po）采取这种堆积方式,6,3.金属晶体的原子在三维空间的堆积模型,简单立方堆积,金属原子半径r与正方体边长a的关系：,a = 2 r,体心立方堆积-钾型,这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞含 个原子，空间利用率也不高（68%），属于非密置层堆积，配位数为 ，如碱金属、Fe等采取这种堆积方式。,2,8,金属原子半径r与正方体边长a的关系：,b = 4 r,b,