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文檔簡介

1、主題3:粒子和材料屬性之間的相互作用,單元1:金屬結(jié)合的金屬晶體。這些電子并不特定于某些特定的金屬離子,而是均勻分布在整個晶體中。大多數(shù)簡單金屬都有較高的熔點。這是什么意思?金屬能導(dǎo)電是什么意思?這表明在金屬晶體中有很強(qiáng)的相互作用;金屬具有導(dǎo)電性,這表明金屬晶體中有自由流動的電子。(2)形成結(jié)合粒子:的金屬陽離子和自由電子存在于:金屬元素和合金中(3)方向性:沒有方向性,1。金屬鍵,(1)定義:金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)相互作用。金屬的物理性質(zhì),(1)導(dǎo)電性,(2)導(dǎo)熱性,(3)延展性,金屬光澤,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,以及良好的延展性。金屬的這些共性是由金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆積方式造成的。

2、正常情況下,金屬晶體中的電子可以自由移動,但在外加電場的作用下,它們會定向移動形成電流,因此金屬具有導(dǎo)電性。(1)導(dǎo)電性,(2)導(dǎo)熱性,金屬容易導(dǎo)熱,因為自由電子與金屬離子碰撞,將能量從高溫部分傳遞到低溫部分,從而使整個金屬達(dá)到相同的溫度。(3)延展性由于金屬晶體中金屬離子和自由電子之間的相互作用沒有方向性,原子層之間相對滑動后,這種相互作用仍然可以保持,所以即使在外力作用下,變形后也不容易斷裂,所以在一定強(qiáng)度的外力作用下,金屬可以變形,表現(xiàn)出良好的延展性。(1)金屬元素的原子半徑(2)單位體積的自由電子數(shù)一般來說,金屬元素的原子半徑越小,單位體積的自由電子數(shù)越大,金屬鍵越強(qiáng),金屬晶體的硬度越

3、大,熔點和沸點越高。例如,金屬的原子半徑在同一時期越來越小,單位體積的自由電子數(shù)增加,所以熔點越來越高,硬度越來越大;同一主族金屬的原子半徑越來越大,單位體積中的自由電子數(shù)越來越少,熔點越來越低,硬度越來越小。金屬晶體,黃鐵礦,螢石,晶體,綠魚骨石,晶體:具有規(guī)則幾何形狀的固體。為什么晶體有規(guī)則的幾何形狀?作為構(gòu)成晶體的粒子的規(guī)則排列的結(jié)果,單元:反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單元,并且該單元在空間中連續(xù)且重復(fù)地延伸以形成晶體。1.晶體的定義(1)通過結(jié)晶形成的具有規(guī)則幾何形狀的固體稱為晶體。通常,大多數(shù)簡單金屬及其合金也是晶體。金屬晶體,2。單元電池,什么是單元電池?能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重

4、復(fù)單元表明,晶體結(jié)構(gòu)是由空間中的單元連續(xù)重復(fù)延伸形成的。晶胞和晶體的關(guān)系就像磚塊和墻壁的關(guān)系一樣。在金屬晶體中,金屬原子彼此相切,緊密堆積成半徑相等的球形晶體。金屬晶體中金屬原子的緊密堆積有一定的規(guī)律性。1.理論基礎(chǔ):由于金屬鍵沒有方向性,電子在每個金屬原子中的分布基本上是球?qū)ΨQ的,所以金屬晶體可以看作是直徑相等的球體的三維堆積。(1)一維堆疊,2)金屬堆疊模式、(2)二維堆疊、類型二、行和列對齊,四個球和一個空不是最接近的排列,行和列交錯排列,三個球和一個空是最接近的排列。這是堆疊非致密層的另一種方式。將上部金屬填充到由下部金屬原子形成的空腔中導(dǎo)致體心立方堆疊。鈉、鉀、鉻、鉬和鎢屬于體心立方

5、堆積。體心立方堆疊,密集層第一層:第二層:對于第一層,最接近的堆疊方式是將球與位置1、3和5對齊。(或者用2、4和6位對齊,情況是一樣的),關(guān)鍵是第三層。對于第一層和第二層,第三層可以具有兩種最接近的堆疊模式。上圖是這種六邊形堆疊的正視圖。第一種:將第三層的球與第一層的球?qū)R、使每兩層形成一個周期,即AB AB堆疊模式,形成六邊形堆疊。六角堆疊,鎂、鋅、鈦等。屬于六邊形堆垛,六邊形最密堆垛分解圖,配位數(shù)為12(同層6,上下各3層),這是立方體緊密堆垛的正視圖,第四層后是A,這樣就形成了ABC三層為一個循環(huán)。這種堆疊方法可分為面心立方單元。配位數(shù)12 (6在同一層,3在上下層),面心立方堆垛,金

6、、銀、銅、鋁等。屬于面心立方堆疊、簡單立方堆疊、體心立方堆疊、體心立方單元、六邊形堆疊六邊形單元、面心立方堆疊面心立方單元、堆疊模式和屬性概述、2。計算單元中金屬原子的數(shù)量(平均值)面中心占1/2,體中心占1,1/4屬于立方體,1/2完全屬于立方體,1/8屬于立方體。2.對單元中粒子數(shù)的計算表明,六邊形頂點的粒子由6個單元共享,面中心的粒子由2個單元共享,體中的粒子都屬于該單元。粒子的數(shù)量是121/6 21/2 3=6。立方體頂點的粒子由8個像元共享,面中心的粒子由2個像元共享。粒子的數(shù)目是81/8 61/2=4,立方體頂點的粒子被8個單元所共享,立方體中心的所有金屬原子都屬于這個單元。粒子的

7、數(shù)目是:81/8 1=2,(1)體心立方,(2)面心立方,(3)六方晶胞,合金,(1)定義:一種具有金屬特性的物質(zhì)由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成,稱為合金。例如,黃銅是銅和鋅的合金(含67%的銅和33%的鋅);青銅是銅和錫的合金(含78%的銅和22%的錫);鋼和生鐵是鐵和非金屬碳的合金。因此,合金可以看作是許多具有金屬特征的元素的混合物。(2)合金的特性合金的熔點低于和高于其成分中的金屬的熔點,該熔點在兩種成分金屬的熔點之間;)具有比每種成分金屬更好的硬度、強(qiáng)度和可加工性。,低,1。右圖顯示了鈉晶體的晶胞結(jié)構(gòu),因此晶胞中的原子數(shù)量為。如果晶體是右圖中的六棱柱形晶胞,晶胞中的原子

8、數(shù)目是。練習(xí),81/8 1=2,121/6 21/2 3=6,2。最近,發(fā)現(xiàn)了由一個金屬原子M和一個非金屬原子N組成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,其頂角和面心如圖所示。邊緣中心和身體中心的原子是氮原子,其化學(xué)式為()。BMN的條件不足以寫出化學(xué)公式。這種合金有許多特點,如鈉鉀合金(含50%-80%的鉀)是液態(tài)的,而鈉鉀的單質(zhì)是固態(tài)的,因此推測生鐵、純鐵和碳是固態(tài)的。最低熔點是()a .生鐵b .純鐵c .碳d .無法確定。1.以下關(guān)于金屬鍵的陳述是錯誤的。金屬鍵沒有方向性。金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強(qiáng)靜電引力。金屬鍵中的電子屬于整個金屬。金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)。練習(xí)2。下列關(guān)于金屬元素特性的陳述是正確的:(1)金屬原子只有還原性,而金屬離子只有氧化性。金屬元素在化合物中必須有正價。金屬元素在不同的化合物中有不同的化合價。金屬元素的簡單物質(zhì)在室溫下是晶體。金屬的下列性質(zhì)與金屬鍵無關(guān):(1)金屬是不透明的,有金屬光澤;(2)金屬易于導(dǎo)電和傳熱;(3)金屬具有很強(qiáng)的還原性;(4)金屬具有延展性;(5)能正確描述金屬一般性質(zhì)的是:(1)易于導(dǎo)電和導(dǎo)熱;(6)高熔點;(7)延展性;(8)強(qiáng)還原性。以下是無法用金屬粘合知識來解釋的

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