組織建設(shè)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體金屬樣品一、金屬鍵與金屬晶體（一）金屬鍵1.電子氣理論（1）金屬原子最外層電子脫落形成自由電子。2.金屬鍵(1)定義：金屬陽離子和自由電子之間的較強作用（靜電作用）(2)特征：無方向性與飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動。

（3）電子在整個金屬中自由移動。形成“電子氣”把金屬陽離子維系在一起。（2）金屬中存在粒子為：金屬陽離子與自由電子。(3)強弱判斷：金屬離子所帶電荷越多、半徑越小，金屬鍵越強（二）金屬晶體（2）組成粒子：（3）作用力：通過金屬鍵結(jié)合形成的晶體。（1）定義：金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體金屬陽離子和自由電子金屬鍵1.概念2.物理性質(zhì)特征（1）總體：導電性、導熱性、延展性。熔沸點高低不一。（2）熔沸點高低判斷方法金屬陽離子所帶電荷越多，半徑越小，熔沸點越高（3）物理特性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系①導電性外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運動，因而形成電流而導電。②導熱性自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。③延展性當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用。自由電子+金屬離子金屬原子位錯+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++【小試牛刀】下列敘述正確的是（

）

A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子

B.原子晶體中只含有共價鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵

D.分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵B二、金屬晶體的原子堆積模型幾個概念：配位數(shù)：在晶體中與每個微粒緊密相鄰的微粒個數(shù)

空間利用率：球體積和空間利用率=100%

晶胞體積最密堆積：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（一）金屬原子在平面堆積方式（二維）（a）非密置層（b）密置層球?qū)η蚯驅(qū)张湮粩?shù)：46（二）金屬原子在立體堆積方式（三維）1.非密置層的空間堆積（1）簡單立方堆積（球?qū)η颍?/p>

①配位數(shù)：1234566同層4，上下層各1②空間利用率已知，金屬原子的半徑為r，求簡單立方堆積的空間利用率？81×8=1晶胞中含有的原子數(shù)＝球的體積＝晶胞邊長（晶胞參數(shù)）a＝2r晶胞體積V＝a3＝8r3球體積空間利用率＝

×100%

晶胞體積＝簡單立方堆積空間利用率太低，只有金屬釙（Po）采取這種方式。③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求簡單立方晶胞的密度？81×8=1晶胞中含有的原子數(shù)=晶胞的質(zhì)量（原子的質(zhì)量）m=一個原子的質(zhì)量=晶胞邊長（晶胞參數(shù)）a=晶胞體積V=a3=8r32r晶胞密度ρ=（2）體心立方堆積（球?qū)眨倥湮粩?shù)：123456788②空間利用率已知，金屬原子的半徑為r，求體心立方堆積的空間利用率？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=2+1球的體積=體對角線=4r體對角線=（a為晶胞邊長）a=4r3a=晶胞體積V=a3空間利用率=典型代表：鈉、鉀、鐵（堿金屬）③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求體心立方晶胞的密度？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=2+1晶胞的質(zhì)量m=一個原子的質(zhì)量=體對角線=4r體對角線=（a為晶胞邊長）a=4r3a=晶胞體積V=a32.密置層的空間堆積（1）六方最密堆積（ABABAB……）俯視圖ABABA正視圖①配位數(shù)12同層6，上下層各3123456789101112②晶胞擁有的原子數(shù)61×12=6+3+21×2③空間利用率74%典型代表：鎂、鋅、鈦123456123456ABABCA123456前視圖C第三層“心對空”

（2）面心立方最密堆積（ABCABCABC……）ABC12345678910111212①配位數(shù)：同層6，上下層各3123456②空間利用率金屬原子的半徑為r，求面心立方最密堆積的空間利用率？晶胞中含有的原子數(shù)=81×8=4+21×6球的體積=aaaaa面對角線=4r面對角線=（a為晶胞邊長）a=4r2a=晶胞體積V=a3空間利用率=典型代表：銅、鋅、銀③晶胞密度已知，金屬原子的半徑為r，摩爾質(zhì)量為M，求面心立方最密堆積晶胞的密度？晶胞中含有的原子數(shù)=晶胞的質(zhì)量m=一個原子的質(zhì)量=81×8=4+21×6aaaaaa=4r2a=晶胞體積V=a3

【小試牛刀】金屬原子在二維空間里的放置有如圖所示的兩種方式，下列說法中正確的是（

）A．圖a為非密置層，配位數(shù)為6B．圖b為密置層，配位數(shù)為4C．圖a在三堆空間里堆積可得六方最密堆積和面心立方最密堆積D．圖b在三維空間里堆積僅得簡單立方堆積C堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)原子半徑與晶胞邊長的關(guān)系非密置層堆積密置層堆積Po(釙)52%6K、Na、Fe68%8Mg、Zn、Ti74%12Cu,Ag,Au74%12簡單立方體心立方六方最密堆積面心立方最密堆積2r=a4r=略4r=1、石墨為什么很軟？

2、石墨的熔沸點為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？

石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。

石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間既有C-C鍵又有大π鍵，故熔沸點很高。由于金剛石內(nèi)只有C-C鍵沒有大π鍵，所以石墨的熔點高于金剛石。

石墨為混合晶體，既有共價鍵，又有金屬鍵，還有范德華力閱讀P76混合晶體并思考與交流1、下列敘述正確的是（）

A．任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子

B．原子晶體中只含有共價鍵

C．離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵B2、下列有關(guān)金屬晶體敘述正確的是（

）A．常溫下金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在B．金屬離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失C．鈣的熔、沸點低于鉀D．溫度越高，金屬的導電性越好B3、下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是（

）A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性B．金屬元素在化合物中一定顯正價C．金屬元素在不同化合物中的化合價均不同D．金屬單質(zhì)的熔點總是高于分子晶體C4、下列有關(guān)化學鍵、氫鍵和范德華力的敘述中，不正確的是

（

）A．金屬鍵是金屬離子與“電子氣”之間的較強作用，金屬鍵無方向性和飽和性B．共價鍵是原子之間通過共用電子對形成的化學鍵，共價鍵有方向性和飽和性C．范德華力是分