高二化学《金属晶体》知识点总结

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《金属晶体》 讲义

《金属晶体》 讲义

《金属晶体》讲义一、金属晶体的定义与特征金属晶体是由金属原子通过金属键结合而成的晶体。

金属键是一种特殊的化学键,它使得金属原子能够紧密地堆积在一起,形成具有一定规则几何外形的晶体结构。

金属晶体具有一些显著的特征。

首先,金属通常具有良好的导电性和导热性。

这是因为在金属晶体中,存在大量自由移动的电子,这些电子能够在电场的作用下定向移动,从而传导电流;同时,自由电子的运动也能够迅速传递热能,导致良好的导热性能。

其次,金属具有金属光泽。

这是由于自由电子对可见光的吸收和反射作用。

当可见光照射到金属表面时,自由电子能够吸收并重新发射出光线,从而使金属呈现出独特的光泽。

再者,金属具有良好的延展性和可塑性。

这是因为金属原子之间的金属键没有方向性和饱和性,原子之间可以相对滑动而不断裂金属键。

二、金属晶体的结构类型1、体心立方堆积(bcc)体心立方堆积的结构特点是:在立方体的八个顶点各有一个原子,在立方体的体心还有一个原子。

常见的金属如钠(Na)、钾(K)、铬(Cr)、钨(W)等采用这种堆积方式。

这种结构的空间利用率相对较低,但由于其原子之间的结合较为紧密,仍然具有一定的强度和硬度。

2、面心立方堆积(fcc)面心立方堆积是在立方体的八个顶点和六个面的中心各有一个原子。

像铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)等金属就采用这种堆积结构。

面心立方堆积的空间利用率较高,因此这类金属通常具有较好的延展性和可塑性。

3、密排六方堆积(hcp)密排六方堆积的结构是上下两个底面为正六边形,在每个六边形的中心有一个原子,在上下底面之间还有三个原子。

典型的金属如镁(Mg)、锌(Zn)、钛(Ti)等采用这种堆积方式。

密排六方堆积的结构较为紧密,具有较高的硬度和强度。

三、金属晶体中原子的配位数配位数是指在晶体结构中,与一个原子周围最邻近且等距离的原子数目。

在体心立方堆积中,原子的配位数为 8。

每个原子与八个相邻的原子接触。

面心立方堆积中,原子的配位数为 12。

《金属晶体与离子晶体》 知识清单

《金属晶体与离子晶体》 知识清单

《金属晶体与离子晶体》知识清单一、金属晶体1、金属键金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用,这种作用被称为金属键。

金属键没有方向性和饱和性,这使得金属原子趋于紧密堆积,从而形成晶体。

2、金属晶体的原子堆积模型(1)简单立方堆积这种堆积方式中,每个晶胞只有 1 个原子,空间利用率较低,只有约 52%,只有钋(Po)采取这种堆积方式。

(2)体心立方堆积在体心立方堆积中,每个晶胞含有 2 个原子,空间利用率约为 68%,碱金属(如钠、钾等)大多采用这种堆积方式。

(3)六方最密堆积每个晶胞含 2 个原子,空间利用率约为 74%,镁、锌、钛等金属常采用这种堆积方式。

(4)面心立方最密堆积每个晶胞含 4 个原子,空间利用率约为 74%,铜、银、金等金属多采用这种堆积方式。

3、金属晶体的物理性质(1)导电性金属晶体中的自由电子在外加电场的作用下定向移动形成电流,使金属具有良好的导电性。

但不同金属的导电性有所差异,其中银的导电性最好。

(2)导热性自由电子在运动时与金属离子碰撞而交换能量,从而使热量从温度高的区域传递到温度低的区域,使得金属具有良好的导热性。

(3)延展性金属键没有方向性和饱和性,当金属受到外力作用时,原子层之间容易发生相对滑动,但金属键仍然存在,不会断裂,因此金属具有良好的延展性。

二、离子晶体1、离子键阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键称为离子键。

离子键的本质是静电引力,包括阴、阳离子之间的静电引力以及原子核与原子核、电子与电子之间的斥力。

离子键没有方向性和饱和性。

2、离子晶体的结构(1)NaCl 型在 NaCl 晶体中,钠离子和氯离子交替排列,每个钠离子周围有 6 个氯离子,每个氯离子周围也有 6 个钠离子,它们的配位数均为 6。

(2)CsCl 型在 CsCl 晶体中,铯离子位于立方体的中心,氯离子位于立方体的 8 个顶点,铯离子的配位数为 8,氯离子的配位数也为 8。

化学金属晶体知识点总结

化学金属晶体知识点总结

化学金属晶体知识点总结一、金属晶体的基本概念金属晶体是由金属原子以一定规律排列组成的固体结构。

金属晶体具有一些特点,如具有金属典型的电性能、热性能和光学性能,同时还具有良好的延展性、韧性和导电性。

二、金属晶体的结构金属晶体的结构是由金属原子通过化学键相互连接而形成的。

金属晶体的结构有多种类型,其中最常见的是面心立方晶体结构和体心立方晶体结构。

金属晶体的结构对金属的性能具有重要影响,比如面心立方晶体结构使得金属具有优良的导电性和导热性,而体心立方晶体结构使得金属具有良好的韧性和延展性。

三、金属晶体的性能1. 导电性:金属晶体中的自由电子能够在晶体结构中自由传导,因此金属具有良好的导电性能。

2. 导热性:金属晶体中的自由电子能够在晶体结构中迅速传递热量,因此金属具有良好的导热性能。

3. 延展性:金属晶体中的金属原子之间的化学键相对较弱,因此金属具有良好的延展性能,可以被拉伸成细丝或者铺展成薄片。

4. 韧性:金属晶体中的金属原子之间的化学键相对较强,因此金属具有良好的韧性能,可以经受一定的外力而不易断裂。

5. 耐腐蚀性:金属晶体中的化学键特点使得金属具有一定的抗腐蚀性能,可以抵御外界腐蚀物质的侵蚀。

四、金属晶体的制备金属晶体的制备方法有多种,常见的包括熔融法、沉淀法、溶胶-凝胶法等。

熔融法是通过将金属加热至熔点后冷却凝固成固体晶体;沉淀法是通过将金属盐溶液中加入适量还原剂使金属物质析出,然后经过洗涤、干燥等处理制备金属晶体;溶胶-凝胶法是通过将金属盐加入溶液中形成凝胶后再经过热处理的方法制备金属晶体。

五、金属晶体的应用金属晶体广泛应用于工业生产中,主要包括金属材料、金属合金、金属催化剂等。

金属材料广泛用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域;金属合金具有优异的物理性能和化学性能,用于制备高强度、高耐热、高耐腐蚀的材料;金属催化剂广泛用于化工生产中的有机合成、空气净化等领域。

总的来说,金属晶体是由金属原子组成的固体结构,在工业生产和科研领域有重要应用。

《金属晶体》 讲义

《金属晶体》 讲义

《金属晶体》讲义一、引入在我们的日常生活中,金属无处不在。

从我们使用的厨具到交通工具,从电子设备到建筑结构,金属都发挥着重要的作用。

那么,是什么赋予了金属独特的性质呢?这就不得不提到金属的晶体结构。

二、金属晶体的定义与特点金属晶体是由金属原子通过金属键结合而成的晶体。

金属键是一种特殊的化学键,它使得金属原子能够紧密地堆积在一起,形成有序的结构。

金属晶体具有以下几个特点:1、良好的导电性和导热性:由于金属原子中的价电子在整个晶体中自由移动,所以金属能够很好地传导电流和热量。

2、具有金属光泽:这是因为金属中的自由电子能够吸收并反射可见光。

3、延展性和可塑性:金属原子之间的结合没有方向性和饱和性,因此金属可以在受到外力作用时发生原子的相对滑动而不破坏金属键,从而表现出良好的延展性和可塑性。

三、金属晶体的常见结构类型1、体心立方结构(BCC)在体心立方结构中,每个晶胞包含 8 个顶角原子和 1 个体心原子。

例如,碱金属中的钠、钾等在低温时就具有这种结构。

这种结构的致密度约为 068,原子配位数为 8。

2、面心立方结构(FCC)面心立方结构的晶胞包含 8 个顶角原子和 6 个面心原子。

许多常见的金属,如金、银、铜等都具有这种结构。

面心立方结构的致密度约为 074,原子配位数为 12,是金属晶体中原子排列最紧密的结构之一。

3、密排六方结构(HCP)密排六方结构的晶胞由 12 个顶角原子、2 个面心原子和 3 个体内原子组成。

镁、锌等金属采用这种结构。

其致密度与面心立方结构相近,原子配位数也是 12。

四、金属晶体的原子堆积方式1、简单立方堆积这是最简单的一种堆积方式,每个原子都与相邻的 6 个原子接触,空间利用率很低。

2、体心立方堆积在体心立方堆积中,除了顶角的原子外,晶胞中心还有一个原子。

这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积要高。

3、面心立方最密堆积这是原子堆积最紧密的一种方式,原子按照ABCABC……的顺序堆积,空间利用率达到最高。

金属晶体结晶知识点总结

金属晶体结晶知识点总结

金属晶体结晶知识点总结一、晶体结晶概念及原子排列规律1. 晶体结晶概念:晶体是由一定种类的原子或者分子按照一定的排列顺序和规则组成的固体物质,具有周期性排列结构和明显的晶体性质。

2. 晶体的原子排列规律:晶体的结晶形式是由原子或分子的周期性排列而形成的,这种排列具有高度规则性和周期性,其排列方式受到晶体内部原子结构和晶体生长条件的影响。

二、晶体的基本结构1. 金属晶体的结构:金属晶体基本结构是由金属离子或原子经过排列而成。

在金属晶格中,金属原子之间由金属键结合,通过电子云间的共享而形成结晶结构。

2. 晶体的晶格:晶体的结构由晶格组成,晶格是由一系列平行排列的基本单元组成的。

晶格在三维空间中构成晶体的结构基础,束缚着晶体材料的原子或离子。

3. 晶体的晶胞:晶体的基本结构单元是晶胞,晶胞是晶体内可以复制整个晶体结构的最小重复单元,是晶体中基本的空间单位。

三、晶体生长1. 晶体生长的条件:晶体生长的条件包括适当的温度、压力和爆发原子。

晶体的生长过程受到物理、化学条件和材料的约束。

2. 晶体的生长方式:晶体生长方式分为固体相生长和溶液相生长两种方式,固体相生长是指晶体在固态材料中生长,溶液相生长是指晶体在溶液中生长。

3. 晶体生长的影响因素:晶体生长过程中受到多种因素的影响,包括溶液浓度、温度、溶液饱和度、晶种的形状和结构等。

四、晶体结构及其性能1. 晶体的结构类型:晶体的结构分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系六种。

2. 晶体结构对性能的影响:晶体的结构类型决定了晶体的物理、化学和机械性能,不同的结构对材料的性能有不同的影响。

3. 晶体的晶格缺陷:晶格缺陷是指晶格中原子位置的缺失、位错、夹杂等现象,这些缺陷会影响晶体的性能和行为。

五、晶体的性能1. 金属的晶体缺陷:金属晶体包括点缺陷、线缺陷、面缺陷等,这些缺陷对金属的力学性能、导电性能和腐蚀性能有重要影响。

2. 晶体的热学性能:晶体的热学性能包括热导率、线膨胀系数、比热容等,这些性能与晶体结构和晶格缺陷有关。

《金属晶体》 讲义

《金属晶体》 讲义

《金属晶体》讲义一、金属晶体的定义与基本特征在我们的日常生活中,金属制品无处不在,从厨房里的锅碗瓢盆到建筑中的钢梁铁柱,从交通工具上的零部件到电子设备中的芯片导线。

那么,是什么赋予了金属独特的性质呢?这就不得不提到金属晶体。

金属晶体是指由金属原子通过金属键结合而成的晶体。

与其他类型的晶体(如离子晶体、原子晶体和分子晶体)相比,金属晶体具有一些显著的特点。

首先,金属晶体中的金属原子通常形成紧密堆积的结构。

这意味着原子之间的空间被尽可能地填满,以实现较高的原子空间利用率。

这种紧密堆积结构使得金属具有较高的密度和良好的延展性。

其次,金属键没有方向性和饱和性。

这使得金属原子能够在一定范围内相对自由地移动,从而使金属具有良好的导电性和导热性。

二、金属晶体的结构类型1、体心立方堆积(bcc)体心立方堆积的结构中,每个晶胞包含两个原子,一个位于立方体的体心,另外八个位于立方体的八个顶点。

这种结构的金属,如钾(K)、钠(Na)等,在常温下通常比较柔软,具有一定的延展性。

2、面心立方堆积(fcc)面心立方堆积是一种更为紧密的堆积方式,每个晶胞包含四个原子,分别位于立方体的六个面的中心和八个顶点。

许多常见的金属,如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)等都采用这种结构。

这种结构使得金属具有良好的延展性和导电性。

3、密排六方堆积(hcp)密排六方堆积的晶胞是一个六棱柱,每个晶胞包含六个原子。

采用这种结构的金属,如镁(Mg)、锌(Zn)等,也具有一定的延展性和导电性。

三、金属晶体中的原子半径在金属晶体中,原子半径并不是一个固定的值,它会受到原子的堆积方式以及周围原子的影响。

我们通常所说的原子半径,是指在金属晶体中相邻两个原子之间距离的一半。

对于同一种金属元素,采用不同的堆积方式时,原子半径可能会有所不同。

此外,不同的金属元素,其原子半径也存在差异。

一般来说,原子序数越大,原子半径越大,但这也不是绝对的,还会受到电子构型等因素的影响。

金属晶体堆积记忆口诀

金属晶体堆积记忆口诀

金属晶体堆积记忆口诀
、晶格结点上排列金属原子-离子时所构成的晶体。

2、金属中的原子-离子按金属键结合,因此金属晶体通常具有很高的导电性和导热性、很好的可塑性和机械强度,对光的反射系数大,呈现金属光泽,在酸中可替代氢形成正离子等特性。

3、主要的结构类型为立方面心密堆积、六方密堆积和立方体心密堆积三种(见金属原子密堆积)。

4、金属晶体的物理性质和结构特点都与金属原子之间主要靠金属键键合相关。

5、金属可以形成合金,是其主要性质之一。

6、由金属键形成的单质晶体。

7、金属单质及一些金属合金都属于金属晶体,例如镁、铝、铁和铜等。

8、金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子[1],金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起,金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键,自由电子在整个晶体中自由运动,金属具有共同的特性,如金属有光泽、不透明,是热和电的良导体,有良好的延展性和机械强度。

9、大多数金属具有较高的熔点和硬度,金属晶体中,金属离子排列越紧密,金属离子的半径越小、离子电荷越高,金属键越强,金属的熔、沸点越高。

10、例如周期系IA族金属由上而下,随着金属离子半径的增大,熔、沸点递减。

11、第三周期金属按Na、Mg、Al顺序,熔沸点递增。

12、根据中学阶段所学的知识。

13、金属晶体都是金属单质,构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子(也就是金属的价电子)。

高中化学选修三 第三章 第三节 金属晶体

高中化学选修三  第三章 第三节 金属晶体

2.下列关于金属晶体的叙述正确的是 A.常温下,金属单质都以金属晶体形式存在
(
)
B.金属离子与自由电子之间的强烈作用,在一定外力作 用下,不因形变而消失 C.钙的熔、沸点低于钾 D.温度越高,金属的导电性越好 解析:常温下,Hg为液态,A错误;因为金属键无方向性, 故金属键在一定范围内不因形变而消失,B正确;钙的金 属键强于钾,故熔、沸点高于钾,C错误;温度升高,金 属的导电性减弱,D错误。
(2)密置层在三维空间堆积。
①六方最密堆积:
如图所示,按 ABAB ……的方式堆积。如 Mg、Zn、Ti 采 用这种堆积方式。其配位数均为 12 ,空间利用率为74%。
②面心立方最密堆积: 如图所示,按 ABCABC ……的方式堆积。如 Cu、Ag、Au 采 用这种堆积方式。其配位数均为 12 ,空间利用率均74%。
这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子
形成的凹穴中,这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的 高,多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按ABABAB…… 的方式堆积,面心立方最密堆积按ABCABCABC……的方式堆 积,六方最密堆积常见金属为Mg、Zn、Ti,面心立方最密堆积
常见金属为Cu、Ag、Au。
4.石墨的片层结构如图所示,试回答: (1)片层中平均每个正六边形含有 ________个碳原子。 (2)在片层结构中,碳原子数、C—C键、六元环数之比为 ________。 (3)n g碳原子可构成________个正六边形。
解析:在石墨的片层结构中,以一个六元环为研究对象, 由于每个碳原子被 3 个六元环共用,即组成每个六元环需 1 碳原子数为 6× =2;另外每个碳碳键被 2 个六元环共用, 3 1 即属于每个六元环的碳碳键数为 6× =3。n g 碳原子可构 2 成正六边形的个数为: ng 1 nNA -1 ×NA mol × = 。 12 g/mol 2 24
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高二化学《金属晶体》知识点总结
金属具有导电性、导热性和延展性的原因
延展性:当金属受到外力作用时,晶体中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球之间润滑剂的作用,即金属的离子和自由电子之间的较强作用仍然存在,因而金属都有良好的延展性。

导电性:金属内部的原子之间的“电子气”的流动是无方向性的,在外加电场的作用下,电子气在电场中定向移动形成电流。

金属的热导率随温度的升高而降低,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的缘故。

4.影响金属熔点、硬度的因素
一般地,熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。

一般来说,金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属晶体内部作用力越强,因而晶体熔点越高,硬度越大。

二、关于金属晶体
4.金属之最
在生活生产中使用最广泛的金属是铁;
地壳中含量最多的金属元素是铝;
自然界中最活泼的金属元素是铯;
最稳定的金属单质是金;
最硬的金属单质是铬;
熔点最高的金属单质是钨; 熔点最低的金属单质是汞; 延展性最好的是金;
导电性能最好的是银;
密度最大的是锇。

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