1、教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、了解金屬的性質(zhì)和形成原因、了解金屬的性質(zhì)和形成原因2、掌握金屬鍵的本質(zhì)、掌握金屬鍵的本質(zhì)“電子氣理論電子氣理論”3、能用電子氣理論和金屬晶體的有關(guān)知識解釋、能用電子氣理論和金屬晶體的有關(guān)知識解釋金屬的性質(zhì)金屬的性質(zhì)4、掌握金屬晶體的四種原子堆積模型、掌握金屬晶體的四種原子堆積模型晶體類型晶體類型電解質(zhì)電解質(zhì)金屬晶體金屬晶體 導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電粒子導(dǎo)電時(shí)發(fā)生的變化導(dǎo)電時(shí)發(fā)生的變化導(dǎo)電能力隨溫度的導(dǎo)電能力隨溫度的變化變化水溶液或水溶液或熔融狀態(tài)下熔融狀態(tài)下思考：思考：電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導(dǎo)電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導(dǎo)電，這與金屬導(dǎo)電的本質(zhì)是否相同？電，這

2、與金屬導(dǎo)電的本質(zhì)是否相同？導(dǎo)電性最強(qiáng)的三種金屬是：導(dǎo)電性最強(qiáng)的三種金屬是：Ag、Cu、Al 不同的金屬在某些性質(zhì)方面，如不同的金屬在某些性質(zhì)方面，如密度密度、硬硬度度、熔點(diǎn)熔點(diǎn)等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原等又表現(xiàn)出很大差別。這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關(guān)。子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關(guān)。 四、四、金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)： 由于金屬鍵沒有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基由于金屬鍵沒有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的

3、。球的三維空間堆積而成的。堆積原理： 組成晶體的金屬原子在沒有其他因素影響時(shí)，在空間的組成晶體的金屬原子在沒有其他因素影響時(shí)，在空間的排列大都遵循緊密堆積原理。這是因?yàn)榻饘冁I沒有方向性，排列大都遵循緊密堆積原理。這是因?yàn)榻饘冁I沒有方向性，因此都趨向于使金屬原子吸引更多的其他原子分布于周圍，因此都趨向于使金屬原子吸引更多的其他原子分布于周圍，并以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。并以緊密堆積方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間。接近，使它們占有最小的空間。空間利用率：晶體

4、的空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù)，晶體的空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù)，用來表示緊密堆積的程度。用來表示緊密堆積的程度。配位數(shù)：在晶體中，一個(gè)粒子周圍等距且最近的微粒在晶體中，一個(gè)粒子周圍等距且最近的微粒數(shù)目。數(shù)目。1.幾個(gè)概念 四、四、金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)I 型II 型配位數(shù)為4配位數(shù)為6密置層非密置層12341234562.金屬晶體的原子在二維平面堆積模型 金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平面上排列，有兩種排布方式，按面上排列，有兩種排布方式，按()()型方式排列，剩余的空隙較大，型方式排列，剩余的空隙較

5、大，稱為非密置層；按稱為非密置層；按()()型方式排列，圓球周圍剩余空隙最小，稱為型方式排列，圓球周圍剩余空隙最小，稱為密置層。密置層。（1 1）、簡單立方堆積（）、簡單立方堆積（PoPo）金屬晶體的堆積方式金屬晶體的堆積方式簡單立方堆積簡單立方堆積 3.金屬晶體的原子在三維空間堆積模型（1 1）. .簡單立方堆積：簡單立方堆積：金屬晶體基本構(gòu)型金屬晶體基本構(gòu)型 只有金屬（只有金屬（PoPo）采取這種堆積方式）采取這種堆積方式 簡單立方堆積，屬于非密置層堆積，每個(gè)晶胞含_個(gè)原子，配位數(shù)為 ，空間利用率_1652%簡單立方堆積raa=2r（2 2）、體心立方堆積（鉀型）、體心立方堆積（鉀型）金屬

6、晶體的堆積方式金屬晶體的堆積方式鉀型鉀型 這種堆積晶胞是一個(gè)體心立方，每個(gè)晶胞每這種堆積晶胞是一個(gè)體心立方，每個(gè)晶胞每個(gè)晶胞含個(gè)晶胞含 個(gè)原子，空間利用率不高個(gè)原子，空間利用率不高（68%68%），屬于非密置層堆積，配位數(shù)為），屬于非密置層堆積，配位數(shù)為 ，許多金屬（如許多金屬（如NaNa、K K、FeFe等）等）采取這種堆積方式。采取這種堆積方式。1234567828體心立方堆積racb 簡簡單單立立方方堆堆積積鉀型鉀型體心體心立方立方由由非非密密置置層層一一層層一一層層堆堆積積而而成成123456123456思考：密置層的堆積方式有哪些？ 第二層第二層 對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?/p>

7、準(zhǔn)對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn) 1，3，5 位。位。 ( 或?qū)?zhǔn)或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其情形是一樣的位，其情形是一樣的 ) 關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。密的堆積方式。 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA 第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456 每兩層形成一個(gè)周期每兩層形成一個(gè)周期，即，即 AB AB 堆積方式，形成六方緊堆積方式，形成六方緊密堆積。密堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 。 ( 同層同層 6，上下層各，上下層各 3 )（3

8、 3）、）、六方六方最最密堆積密堆積（鎂型鎂型）每個(gè)晶胞含原子數(shù)：每個(gè)晶胞含原子數(shù)：2 2鎂型（六方最密堆積）鎂型（六方最密堆積）123456789101112 這種堆積晶胞空間利用率高（這種堆積晶胞空間利用率高（74%74%），屬于），屬于最密置層堆集，配位數(shù)為最密置層堆集，配位數(shù)為 ，許多金屬（如許多金屬（如MgMg、ZnZn、TiTi等）等）采取這種堆積方式。采取這種堆積方式。12 第三層的另一種第三層的另一種排列方式，是將球?qū)ε帕蟹绞剑菍⑶驅(qū)?zhǔn)第一層的準(zhǔn)第一層的 2，4，6 位位，不同于，不同于 AB 兩層兩層的位置，這是的位置，這是 C 層。層。123456123456123456

9、123456此種立方緊密堆積的前視圖此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A，形成，形成 ABC ABC 三層一個(gè)周期。三層一個(gè)周期。 得到面心立方堆積。得到面心立方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 。( 同層同層 6， 上下層各上下層各 3 ) 銅型（面心立方最密堆積)BAACCB1 ABC銅型面心立方晶胞的抽取BBACBCA(4)(4)面心立方最密堆積（銅型）面心立方最密堆積（銅型） 面心立方最密堆積，屬于密置層堆積，每個(gè)晶胞面心立方最密堆積，屬于密置層堆積，每個(gè)晶胞含含_個(gè)原子，配位數(shù)為個(gè)原子，配位數(shù)為 ，空間利用率，空間利用率_，許多金屬采取這種堆積方式許多金屬采取這種堆積方式（如（如CuCu、AgAg、AuAu、NiNi、PbPb、CaCa）41274%例：求面心立方晶胞的空間利用率.解：晶胞邊長為a，原子半徑為r.由勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r每個(gè)面心立方晶胞含原子數(shù)目： 8 1/8 + 6 = 4 = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100 % = 74 %金屬晶體的兩種最密堆積方式鎂型銅型堆積方式堆積方式 晶胞類型晶胞類型空間利空間利用率用率配位數(shù)配位數(shù)實(shí)例實(shí)例面心立方面心立方最密堆積