沪科技版（2020）选择性必修23.1金属晶体优秀课件ppt

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日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？
20世纪前，人们以为 是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质固、液、气三态的相互转化只是 距离发生了变化。
20世纪初，通过 等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
气态和液态物质不一定都是由分子构成。
例如：等离子体是由______、_______和____________(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
例如：离子液体是熔点不高的仅由_______组成的液体物质。
1889年，德国人莱曼将熔点至澄清点温度范围内的物质状态命名为液晶，后称热致液晶。相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。
晶体具有固定的熔点凝固点，而非晶体则无。
物质熔化时的温度变化曲线
物质凝固时的温度变化曲线
晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性。
例如：将熔化的蜂蜡薄薄地涂在玻璃片上，用一根烧热的缝衣针接触蜂蜡，蜂蜡熔化的区域的形状如图甲；将玻璃片换成云母片，则熔化的区域为图乙。
由原子、分子或离子等微粒在三维空间按一定规律、周期性重复排列所构成的固体物质。简单的说，晶体是具有格子构造的固体。
晶体与非晶体的本质差异
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态)。
从熔融态结晶出来的硫晶体
从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体
探究一：用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象
探究二：在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在陶土网上小火加热，观察实验现象。
探究三：在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。
加热时，烧杯内产生大量 气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的 ，最后消失，表面皿底部出现 晶体颗粒
在烧杯底部慢慢析出立方体的_________晶体颗粒
常见的晶体大多是具有光泽的块状或颗粒状固体，那么，粉末状的依然是晶体！
晶体与非晶体的认识误区
为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
一般来说，晶胞都是____________体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
所有晶胞的_____________及其内部的原子 ___________及几何排列是完全相同的。
“无隙”是指相邻晶胞之间___________。
“并置”是指所有晶胞都是__________排列的，取向________。
三套各4根平行棱分别相同
x-z坐标轴形成的平面及其平行平面
x-y坐标轴形成的平面及其平行平面
y-z坐标轴形成的平面及其平行平面
观察晶胞图时，千万不能忘记，晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元，在它的上下、左右、前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。
晶胞中粒子数目的计算——均摊法
晶胞内时，1个晶胞平均占有的原子
晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的
晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的
晶胞面上的原子是2个晶胞共用的
金属铜的一个晶胞的原子数
计算晶胞中含有微粒数目的一般步骤
1856年8月26日，化学大师柏琴将煤炭中提炼出的苯(benzene)，硝化成苯胺(aniline)，用重铬酸钾氧化后，得到一团紫红色的固体，无意中碰到水，就将衣服染成亮丽的紫红。科学上一个伟大的突破，就在这个“无意中”发现了。这一天成为化学工程的里程碑：第一个人工染料出来了。柏琴一夜成名，成为欧洲家喻户晓的人物。
挥洒紫红满人间的神奇小子——柏琴
由于金属原子的最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子，金属脱落下来的价电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。这些电子又称为自由电子。
金属晶体的电子气理论示意图
金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用
(在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合)
不同的金属其构成原子不同，原子间所形成的金属键强弱不同，故物质的物理性质差别很大。
在金属晶体中，自由电子在外加电场作用下，发生定向移动，形成电流，使金属具有良好的导电性，金属晶体中除自由电子外的金属阳离子在其位置附近振动，加热时，金属阳离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，因而金属的电阻随温度升高而增大。
在金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。
在金属晶体中，由于自由电子的“胶合”作用，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，所以金属有良好的延展性。
金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。合金的组成和结构非常复杂多样。大多数合金以一种金属为主要组成，如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。
概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子所共用，从而把所有的____ 维系在一起。
金属键的强弱和对金属性质的影响①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
成键粒子： 和 。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是 ，硬度最大的金属是 。
③金属键没有方向性和饱和性。
在金属晶体中，原子间以 相结合。
1.下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是( )A.是否为具有规则几何外形的固体B.是否具有各向异性C.是否具有美观、对称的外形D.内部微粒在空间是否呈周期性有序排列
2.下列物质中属于晶体的是( )①橡胶　②玻璃　③食盐　④水晶　⑤塑料　⑥胆矾A.①④⑤ B.②③⑥C.①③④ D.③④⑥
3.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的 。晶体的各向异性主要表现在( )①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
4.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是( )A.水由液态变为玻璃态，体积缩小B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀C.玻璃态是水的一种特殊状态D.X射线通过玻璃态水时，能产生谱线
5.下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子？
(1)钠____个；(2)锌____个；(3)碘____个；(4)金刚石____个。
6.科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是( )A.TiC B.Ti6C7 C.Ti14C13 D.Ti13C14
7.原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为 则D原子的坐标参数为__________。
8.下列叙述正确的是( )A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用C.价电子数越多，金属元素的金属性越强D.含有金属元素的离子不一定是阳离子
9.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是( )A.金属镁的熔点大于金属铝B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C.金属铝的硬度大于金属钠D.金属镁的硬度小于金属钙
10.下列关于金属键的叙述中不正确的是( )A.金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间强烈的相 互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用， 所以与共价键类似，也有方向性和饱和性C.金属键是金属阳离子和“自由电子”间的相互作用，金属键无饱和性 和方向性D.构成金属键的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动