金属晶体为什么能导热

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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)。金属晶体中存在金属离子和自由电子 ,二者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。

金属之所以能导热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从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分,从而使整块金属达到相同的温度。

所以铝锅在烹调时会变热。

金属的下列性质中,能用金属晶体结构加以解释的是()①容易导电 ②容易导热 &nb...

金刚石、Si、Ge等晶体的结构都是所谓金刚石型晶体结构。金刚石是碳的一种晶体,其中的碳原子之间都是以共价键结合起来的,故称其为共价键晶体。

(1)共价键晶体的形成:

金刚石这种共价键晶体的形成与碳原子的特殊电子结构有关。碳原子的原子序数是6,其电子结构是[He]2s22p2。因为碳原子的2s和2p亚壳层状态很接近,当附近有其他原子作用时,这两个亚壳层电子的状态即变得不好区分,则只能考虑主壳层——L壳层;由于L壳层共可容纳8个电子,则还有4个空位,于是碳原子就很容易与其他碳原子共用电子——形成共价键(属于s2p3杂化态),一个碳原子总共可以形成4个共价键,即可以与相邻的4个碳原子形成共价键,则构成正四面体分布的结构(共价键之间的夹角为109o28’);采用这种原子排列的规律即可构成金刚石结构。晶体中一个原子周围的最近邻的原子数目称为配位数;金刚石晶体中碳原子的配位数为4,该数目较少,这是由于共价键的饱和性所决定的。

(2)共价键晶体的基本性质:

共价键中的电子与原子核之间存在着很强的Coulomb吸引力,故共价键的能量在所有价键中是最高的,因而共价键晶体具有很高的熔点和较高的弹性模量(即不容易发生弹性形变),脆而硬。金刚石的共价键能量很高(~7.4eV/原子)。金刚石就是最坚硬的一种材料,熔点高达3550oC,弹性模量也高达827GPa。正由于共价键能量很高,所以共价键晶体就很难溶于几乎所有的溶剂中。也由于共价键的本质和高硬度,所以共价键晶体就很难延展,即无塑性、且易碎。

介绍完金刚石的结构,下面来看看金刚石的导热原理:

导热的方式有两种:在金属中,主要是电子的运动;但是在晶体— — 如金刚石中,电子紧紧地系在原子中,要松动它们需要一定的能量,在室温下, 几乎没有活动的电子。因此,热的传导是靠组成晶体晶格的原子的振动来完成

的,物理学家把这种振动称为热能量子(或声子)。可以打个比方,在用钢筋焊接连成网跟用软绳编成的网中,我们弹动结点,哪种网会震动的更剧烈?答案肯定是钢筋,因为钢筋比较硬,能量在传递过程中损耗比较小,而软绳编成的网就差很多,基本上振动源结点之后第3个结点震动就比较小了,这是因为能量衰减太大所致。正是因为金刚石中原子之间共价价结合能量较高,才使得原子震动时能量传递快,衰减小,从而使其导热性能非常好。不知这个回答满意否?

①金属容易导电是因为晶体中存在许多自由电子,这些自由电子的运动是没有方向性的,但在外加电场作用下,自由电子就会发生定向移动形成电流,故①正确;

②金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换,从而能量从温度高的部分传到温度低的部分,使整块金属达到相同的温度,故②正确;

③金属有延展性是因为金属离子和自由电子之间的较强作用,当金属受到外力时,晶体中的各离子层就会发生相对滑动,但由于金属离子和自由电子之间的相互作用没有方向性,受到外力后相互作用没有被破坏,故虽发生形变,但不会导致断,故③正确;

④金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关,故④错误;

故选:D.

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    幻珊 2025年09月10日

    我是雅驰号的签约作者“幻珊”

  • 幻珊
    幻珊 2025年09月10日

    本文概览:网上有关“金属晶体为什么能导热”话题很是火热,小编也是针对金属晶体为什么能导热寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。金属晶体都...

  • 幻珊
    用户091002 2025年09月10日

    文章不错《金属晶体为什么能导热》内容很有帮助

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