3-4 金属晶体 金属键的电子气理论 金属键的形象说法是,失去电子的金属离子浸在自由电子的 海洋中。 金属离子通过吸引自由电子联系在一起,形成金属晶体。这 就是金属键。 金属键无方向性,无固定的键能,金属键的强弱和自由电子 的多少有关,也和离子半径、电子层结构等其它许多因素有关, 很复杂。 金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量。金属原子化热 是指1ol金属变成气态原子所需要的热量。金属原子化热数 值小时,其熔点低,质地软;反之则熔点高,硬度大
一 金属键的电子气理论 金属键的形象说法是,失去电子的金属离子浸在自由电子的 海洋中。 金属离子通过吸引自由电子联系在一起,形成金属晶体。这 就是金属键。 3-4 金 属 晶 体 金属键无方向性,无固定的键能,金属键的强弱和自由电子 的多少有关,也和离子半径、电子层结构等其它许多因素有关, 很复杂。 金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量。金属原子化热 是指 1 mol 金属变成气态原子所需要的热量。金属原子化热数 值小时,其熔点低,质地软;反之则熔点高,硬度大
例如 Na A 原子化热 108.4kJmo-1 326.4 kJ-mol-1 m.p. 97.5℃ 660℃ b.p. 880℃ 1800℃ 金属可以吸收波长范围极广的光,并重新反射出,故金属晶 体不透明,且有金属光泽。 在外电压的作用下,自由电子可以定向移动,故有导电性。 受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞,传递能 量。故金属是热的良导体。 金属受外力发生变形时,金属键不被破坏,故金属有很好的 延展性,与离子晶体的情况相反
例如 Na Al 原子化热 108.4 kJ∙mol-1 326.4 kJ∙mol-1 m.p. 97.5℃ 660 ℃ b.p. 880 ℃ 1800 ℃ 金属可以吸收波长范围极广的光,并重新反射出,故金属晶 体不透明,且有金属光泽。 金属受外力发生变形时,金属键不被破坏,故金属有很好的 延展性,与离子晶体的情况相反。 在外电压的作用下,自由电子可以定向移动,故有导电性。 受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞,传递能 量。故金属是热的良导体
位错 。自由电子 金属离子 金属原子 二 金属晶体的密堆积结构 金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的。下面用等径刚 性球模型来讨论堆积方式。 在一个层中,最紧密的堆积方式,是一个球与周围6个球相 切,在中心的周围形成6个凹位,将其算为第一层
二 金属晶体的密堆积结构 金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的。下面用等径刚 性球模型来讨论堆积方式。 在一个层中,最紧密的堆积方式,是一个球与周围 6 个球相 切,在中心的周围形成 6 个凹位,将其算为第一层。 自由电子 + 金属离子 金属原子 位错 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1,3,5位。(或对准2,4,6位,其情形是一样的) B 关键是第三层,对第一、二层来说,第三层可以有两种最紧 密的堆积方式
1 2 3 5 4 6 第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1,3,5 位。 ( 或对准 2,4,6 位,其情形是一样的 ) 1 2 3 5 4 6 A B , 关键是第三层,对第一、二层来说,第三层可以有两种最紧 密的堆积方式
第一种是将球对准第一层的球。 下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A B A 于是每两层形成一个周期, B 即ABAB堆积方式,形成六 A 方紧密堆积。 配位数12。(同层6,上下层各3)
下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 5 4 6 于是每两层形成一个周期, 即 AB AB 堆积方式,形成六 方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6,上下层各3 )