【课件】金属晶体与离子晶体高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第一课时金属键与金属晶体[学业要求]

1.知道金属晶体的结构特点，能辨识常见的金属晶体，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。2.能借助金属晶体模型说明金属晶体中的粒子及粒子间的相互作用。［学业要求］新课导入金属有哪些物理通性呢?金属为什么具有这些物理通性呢?学生自主学习XUESHENGZIZHUXUEXI阅读课本86-87页完成下列填空价电子电子气金属原子电子气理论自由电子课堂互动探究KETANGHUDONGTANJIU1.电子气电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起，这一理论称为“电子气理论”2.金属键概念：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用成键微粒：金属阳离子、自由电子成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用特征：无方向性和饱和性，成键电子可以在金属中自由流动定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体构成粒子：金属阳离子和自由电子微粒间的作用力：金属键在金属晶体中只有阳离子，没有阴离子(2)在金属晶体中，不存在单个分子或原子3.金属晶体注：晶体中有阳离子不一定有阴离子，若有阴离子，则一定有阳离子。金属晶体是一种“巨分子”

1．对金属晶体的组成、性质的正确理解(1)金属单质和合金都属于金属晶体。(2)金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。(3)金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，两者导电的本质不同。金属晶体中还有大量的合金。大多数合金是以一种金属为主要组成。4.合金金属在形成合金时是向金属晶体中掺入不同的金属或非金属，就像滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使金属的延展性、硬度等性能发生改变。5.金属晶体的性质延展性导电性外加电场的作用下“电子气”就会发生定向移动，从而形成电流。电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用导电性最强的三种金属是：Ag、Cu、Al。导热性为什么冬天我们感觉金属制品比木制品更凉？5.金属晶体的结性质易错警示(1)有金属光泽的单质不一定是金属单质，如晶体硅、晶体碘也有金属光泽。(2)金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属，如石墨、硅、能导电的有机高分子等。(3)温度升高，金属阳离子的振动频率和自由电子的无序运动增强，金属导电能力减弱；电解质溶液中，阴、阳离子随溶液温度升高，运动速率加快，导电能力增强。金属LiNaKRb原子外围电子排布2s13s14s15s1原子半径/pm152186227248熔点/℃180.597.863.339.35.金属晶体的性质MgAlCr3s23s23p13d54s1160143.1124.96506601900请看下表，从同主族和同周期的角度分别分析金属键的强度小结：金属晶体熔、沸点的比较金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体，熔点很低(－38.9℃)，而铁(1535℃)等金属熔点很高。这是由于金属阳离子与自由电子的静电作用(金属键)不同而造成的差别。金属晶体的熔、沸点高低和金属键的强弱有关。金属原子价电子数越多，离子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，晶体的熔、沸点就越高，反之越低。例如：元素周期表中碱金属单质的熔、沸点从上到下逐渐降低——价电子数相同，离子半径逐渐增大。[练1]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的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种静电作用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.金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故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答案解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于静电作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。解析[练2]要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体的熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及金属阳离子半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(

)A．金属镁的熔点高于金属铝B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C．金属镁的硬度小于金属钙D．金属铝的硬度大于金属钠答案解析影响金属晶体熔、沸点和硬度的主要因素是金属键。镁离子比铝离子的半径大且镁离子所带的电荷数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，其熔、沸点比金属铝小；从Li到Cs，金属离子的半径是逐渐增大的，金属阳离子所带电荷数相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小；镁离子的半径比钙离子的小，镁离子、钙离子所带电荷数相同，金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁的硬度比金属钙大；铝离子的半径比钠离子的小且铝离子所带电荷数比钠离子的多，金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝的硬度比金属钠大。解析[练3]下列关于金属性质和原因的描述不正确的是(

)A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流C．金属