第三章 第三节 金属晶体与离子晶体导学案2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 第1课时 金属晶体 一、金属晶体：由金属阳离子与自由电子之间通过金属键形成的具有一定几何外形的晶体 ①构成粒子：金属阳离子与自由电子 ②粒子间的作用力：金属键 二、金属键 1．概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 2．成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用 电子气理论：把金属键描述为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 ①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动 ②金属键既没有方向性，也没有饱和性 ③金属键的成键粒子是金属阳离子和自由电子 【注意】 ①在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，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 ②在金属晶体中，不存在单个分子或原子，金属单质(晶体锗、灰锡除外)或合金属于金属晶体 ③金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子” 4．金属键的影响因素 金属原子价电子越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔沸点越高，反之越低 【小结】金属键越强，熔、沸点越高，硬度越大 ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高 ②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低 ④金属晶体熔点差别很大：熔点最低的金属：汞（常温时成液态）；熔点很高的金属：钨（3410℃） 【课堂练习1】 1．正误判断 ①常温下，金属单质都以晶体形式存在(　　) ②固态时能导电是判断金属晶体的标志(　　) ③金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用(　　) ④金属晶体的熔点一定比分子晶体高(　　) ⑤金属键的强弱决定金属晶体的熔点和硬度(　　) 2．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，也是一种电性作用 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 3．下列各组金属熔点高低顺序正确的是 A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 三、“电子气理论”解释金属的物理性质 1．金属或合金的延展性很好 在金属离子间的电子可以起到类似轴承中滚珠的润滑剂作用。当金属晶体受外力作用时，晶体中各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，发生形变金属键也不易断裂 2．金属或合金的导热性很好 当金属晶体的某一端在受热时，其附近内部的自由电子做剧烈的无序运动，从而与金属阳离子发生碰撞。在碰撞过程中，引起两者能量上的交换，能量高的自由电子将自己的能量传递给金属阳离子 3．金属或合金常温下能导电 金属晶体内部到处移动的自由电子，在电场作用下，改作定向移动，从而形成了电流 【注意】 ①不同的金属导电能力不同，导电性最强的三种金属是：Ag、Cu、Al ②高温下热运动剧烈，电子的定向移动程度减弱，随着温度的升高，金属的导电性减弱 ③金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属 如石墨有导电性，属于非金属。还有一类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属 ④金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程中有新物质生成，是化学变化 4．金属大都有特殊的金属光泽 金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。 【归纳总结】 1．金属晶体的一般性质及其结构根源 ①有自由电子存在，是良好的导体 ②自由电子与金属离子碰撞传递热量，具有良好的传热性能 ③自由电子能够吸收可见光并能随时放出，使金属不透明，且有光泽 ④等径圆球的堆积使原子间容易滑动， 所以金属具有良好的延展性和可塑性 ⑤金属间能“互溶”，易形成合金 2．金属之最 ①熔点最低的金属是 ， 熔点最高的金属是 ②密度最小的金属是 ，密度最大的金属是 ③硬度最小的金属是 ，硬度最大的金属是 ④延性最好的金属是 ，展性最好的金属是 ⑤最活泼的金属是 ，最稳定的