311金属键与金属特性学案高二上学期化学选择性必修2

第一单元金属键金属晶体第1课时金属键与金属特性［核心素养发展目标］1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能结合原子半径、原子化热解释和比较金属单质性质的差异，促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。2.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。一、金属键与金属特性1.金属键概念与之间强烈的相互作用

形成通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，它们可以从原子上“脱落”下来，形成。金属原子失去部分或全部外围电子形成的与之间存在着强烈的相互作用

实质金属键本质是一种作用

特征（1）金属键方向性和饱和性

（2）金属键中自由电子在整个三维空间里运动，属于

2.金属的特性（1）金属的物理特性特性原因导电性通常情况下，金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性，但在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生，从而形成

导热性当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量，运动速率，自由电子与金属离子（或金属原子）的增加，自由电子把能量传给金属离子（或金属原子），从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域

延展性金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用

（2）金属键强弱的影响因素金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。①金属的原子化热是指金属固体完全气化成相互远离的时的能量。

②影响金属键强弱的主要因素有金属元素的、单位体积内等。

下表给出了部分金属的原子半径、原子化热：金属NaMgAlCr原子外围电子排布3s13s23s23p13d54s1原子半径/pm186160143.1124.9原子化热/（kJ·mol1）108.4146.4326.4397.5根据上表数据，思考下列问题。（1）金属Na、Mg、Al的熔点高低顺序是。

（2）金属键的强弱与金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目有关，请总结金属键、金属熔、沸点与原子半径、自由电子数目间的规律：

。

金属熔、沸点高低的比较金属中的金属键越强，金属的熔、沸点越高。（1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔、沸点逐渐升高。（2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔、沸点逐渐降低。（3）一般来说，合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。（4）金属的熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低，而铁等金属熔点很高。1.正误判断（1）常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在（）（2）金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失（）（3）金属晶体的构成粒子为金属原子（）（4）同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱（）2.下列叙述错误的是（）A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子B.金属晶体内部都有自由电子C.金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子D.金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性3.金属的下列性质中，不能用金属键理论加以解释的是（）A.易导电 B.易导热C.有延展性 D.易锈蚀4.下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是（）A.Mg>Al>Na B.Al>Na>LiC.Li>Na>K D.Be>Mg>Al二、晶体的常识1.概念内部粒子（原子、离子或分子）在空间呈现的重复排列，外观具有的固体物质。如金刚石、食盐、干冰、大多数金属单质及其合金等。

2.晶体的基本特性（1）基本特性①有的几何外形。

②有的熔点。

（2）区分晶体和非晶体的方法：。

3.晶胞能够反映晶体的。相邻晶胞之间没有任何间隙，并置排列。常规的晶胞都是平行六面体。

晶胞中原子的相对位置的表示方法——原子分数坐标（1）概念原子分数坐标表示晶胞中各原子的相对位置。（2）原子分数坐标的确定方法①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。晶胞中的任一一个原子的位置均可用3个分别小于1的数在空间直角坐标系中表示出来，如位于晶胞原点（顶点）的原子分数坐标为（0，0，0）；位于晶胞体心的原子分数坐标为（12，12，12）；位于xOz面心的原子的分数坐标为（12，1.晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单位，在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。已知某晶体的晶胞如图：（1）位于顶点上的原子为个晶胞共有。

（2）位于面心上的原子为个晶胞共有。

（3）晶体中完全属于某一晶胞的原子数是。

2.现有甲、乙、丙（如图）三种晶体结构（甲中x处于该结构的中心，乙中a处于该结构的中心），可推知：甲中x与y的个数比是，乙中a与b的个数比是，丙中有个c离子，有个d离子。

晶胞中微粒的计算方法——均摊法均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞所共享，则该微粒就有1n长方体（或正方体）晶胞中微粒数的计算。1.（2024·陕西汉中高二检测）已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（）A.XYZ B.X2Y4ZC.XY4Z D.X4Y2Z2.有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为（）A.Ti14C13 B.TiCC.Ti4C4 D.Ti4C33.如图依次是金属钠（Na）、金属锌（Zn）、碘（I2）、金刚石（C）晶胞的示意图。平均含有的原子数：钠个；锌个；碘个；金刚石个。

答案精析一、1.金属离子自由电子自由移动的电子金属离子自由电子电性（1）无（2）整块固态金属2.（1）定向运动电流增加增大碰撞频率相对滑动（2）①1mol气态原子吸收②原子半径自由电子的数目思考交流（1）Al>Mg>Na（2）一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高应用体验1.（1）×（2）√（3）×（4）√2.C［金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，故A、B正确，C错误。］3.D［金属键理论只能解释金属的导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。］4.C［一般而言，金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。］二、1.有规则规则几何外形2.（1）①规则②固定（2）X射线衍射3.结构特征基本重复单位思考交流1.（1）8（2）2（3）42.4∶31∶144应用体验1.C［该晶体的晶胞是立方体。该晶胞拥有的X粒子数为8×18=1；Y位于晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心，故该晶体的化学式为XY4Z。2.A