第三节金属晶体第1课时

1、高二化学（选修高二化学（选修3）第三章）第三章金属样品金属样品 一一.金属共同的物理性质金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。金属为什么具有这些共同性质呢金属为什么具有这些共同性质呢? ?二二.金属的结构金属的结构金属晶体的电子气理论示意图金属晶体的电子气理论示意图组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子金属离子和自由电子之间的较强作金属离子和自由电子之间的较强作用用 金属键金属键“有阳离子而无阴离子有阳离子而无阴离子”是金属独有的特性。是金属独有的特性。作用力：作用力：金属单质中不存在单个金属单质中不存在单个分子

2、或原子。分子或原子。金属晶体：金属晶体： 金属原子间通过金属键形成的晶体金属原子间通过金属键形成的晶体常温下，绝大多数金属单质和合金常温下，绝大多数金属单质和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态。常温下呈液态。金属晶体的熔沸点差别较大。金属晶体的熔沸点差别较大。熔化时破坏的作用力：熔化时破坏的作用力：金属阳离子半径越小，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属所带电荷数越多，金属键越强，熔沸点越高，键越强，熔沸点越高，硬度越大。硬度越大。金属键金属键“电子气理论电子气理论”(自由电子理论自由电子理论) 自由电子可以在整块金属中自由自由电子可以在整块金属中

3、自由移动，因此移动，因此金属键没有方向性和饱和性。金属键没有方向性和饱和性。金属键的特征：金属键的特征：金属键的本质：金属键的本质：【讨论讨论1 1】 金属为什么易导电？金属为什么易导电？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下下自由电子自由电子就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所以，因而形成电流，所以金属容易导电。金属容易导电。导电性随温度升高而降低。导电性随温度升高而降低。晶体状态晶体状态自由移动的离子自由移动的离子 自由电子自由电子比较

4、离子晶体、金属晶体导电的区别：比较离子晶体、金属晶体导电的区别：三三.金属晶体的结构与金属性质的内在联系金属晶体的结构与金属性质的内在联系1.金属晶体结构与金属导电性的关系金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论讨论2 2】金属为什么易导热？金属为什么易导热？ 自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。快，通过碰撞，把能量传给金属离子。 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属

5、容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度金属离子碰撞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。低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。2.金属晶体结构与金属导热性的关系金属晶体结构与金属导热性的关系 金属晶体受外力作用时，晶体中的各原金属晶体受外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以排列方式，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，所起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动之后，金属以在各原

6、子层之间发生相对滑动之后，金属键未被破坏，仍可保持这种相互作用，因而键未被破坏，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不断裂，因即使在外力作用下，发生形变也不断裂，因此，金属有良好的延展性。此，金属有良好的延展性。3.金属晶体结构与金属延展性的关系金属晶体结构与金属延展性的关系【讨论讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性？金属为什么具有较好的延展性？ 由于自由电子可由于自由电子可吸收所有频率的光吸收所有频率的光，然后，然后很快释很快释放出各种频率的光放出各种频率的光，因此绝大多数，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、

7、铯、铅等）由于属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。 当金属成粉末状时，金属晶体的当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向晶面取向杂乱、晶格排列不规则杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。射不出去，所以成黑色。四四.金属晶体熔点变化规律金属晶体熔点变化规律与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系。之间的金属键的强弱有密切关系。 如：如：K Na Mg Al Li Na K Rb Cs1.金属晶体熔点变化较大金属晶体熔

8、点变化较大2.一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大，金属性金属性也也越弱越弱。同周期从左到右，熔沸点升高。同周期从左到右，熔沸点升高。同主族从上到下，熔沸点降低。同主族从上到下，熔沸点降低。【总结总结】金属晶体的结构与性质的关系金属晶体的结构与性质的关系小结：三种晶体类型与性质的比较小结：三种晶体类型与性质的比较相邻原子之间以共价键相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网相结合

9、而成具有空间网状结构的晶体状结构的晶体分子间以范德分子间以范德华力相结合而华力相结合而成的晶体成的晶体通过金属键形通过金属键形成的晶体成的晶体共价键共价键范德华力范德华力原子原子分子分子金属阳离子和金属阳离子和自由电子自由电子金属键金属键很高很高很低很低差别较大差别较大很大很大很小很小差别较大差别较大无（无（除除硅为半导体）硅为半导体）无无导体导体金刚石、二氧化硅、金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅晶体硅、碳化硅Ar、S等等Au、Fe、Cu、钢铁等钢铁等 CB1.金属晶体的形成是因为晶体中存在（金属晶体的形成是因为晶体中存在（ ）A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用B.金属原子间的相互作

10、用金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用2.金属能导电的原因是（金属能导电的原因是（ ）A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子3.下列四种

11、有关性质的描述，可能是金属晶体的是下列四种有关性质的描述，可能是金属晶体的是（ ） A.有分子间作用力结合而成，熔点很低有分子间作用力结合而成，熔点很低 B.固体或熔融态易导电，熔点较高固体或熔融态易导电，熔点较高 C.由共价键结合成网状晶体，熔点很高由共价键结合成网状晶体，熔点很高 D.固体不导电，熔融态也不导电，但溶于水后能导电固体不导电，熔融态也不导电，但溶于水后能导电4.下列说法错误的是（下列说法错误的是（ ）A.镁的硬度大于铝镁的硬度大于铝 B.镁的熔沸点低于钙镁的熔沸点低于钙C.镁的硬度大于钾镁的硬度大于钾 D.钙的熔沸点高于钾钙的熔沸点高于钾BAB5.下列叙述正确的是（下列叙述正

12、确的是（ ）A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B.原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D.分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键学键6.为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？卤素单质的熔沸点从上到下却升高？B金属单质的熔沸点和金属阳离子所带电荷成正比，和金属单质的熔沸点和金属阳离子所带电荷成正比，和粒子半径成反比。结构相似的非金属单质的熔沸点和粒子半径成反比。结构相似的非金属单质的熔沸点和相对分子质量成正比。相对分子质量成正比。熔点最低的金属是熔点最低的金属是: 熔点最高的金属是熔点最高的金属是:密度最小的金属是密度最小的金属是: 密度最大的金属是密度最大的金属是: