3.3.1金属键与金属晶体 课件 2023-2024学年高二化学人教版（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1课时 金属键与金属晶体 生活中的金属 金属有哪些物理性质呢？ 有特殊金属光泽 良好的延展性 常温下即具有良好的导电性、导热性 形成合金后，往往合金比纯金属更为坚硬 构成的微粒 微粒间相互作用 物质的性质 物质的聚集状态 金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 金属原子 导电、 导热、 延展性等 【思考与讨论】 3 金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。 1、金属晶体 金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体 在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合 大多数合金是以一种金属为主要组成，如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。 白铜(铜、镍合金)、黄铜(铜、锌合金)﹐青铜(铜锡合金) 一、金属键与金属晶体 1、金属晶体 金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体，叫做金属晶体。 金属阳离子和自由电子。 金属键 点拨：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，金属单质或合金(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。 ③金属晶体是一个“巨分子”。 ①定义： ②组成粒子： ③微粒间的作用力： 2.金属键 金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键。 ①成键微粒： ②成键本质: ③特征： 晶体中的电子不专属于某一个或几个特定的金属阳离子，而几乎是均匀地分布在整块晶体中，因此晶体中存在所有金属阳离子与所有自由电子之间“弥漫”的电性作用，这就是金属键，因此金属键没有方向性和饱和性。 金属阳离子、自由电子 金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用 无方向性和饱和性，成键电子可以在金属中自由流动 思考讨论 （1）对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，晶体的熔沸点与哪些因素有关？ 晶体 离子半径/pm 电荷数 熔点/℃ 沸点/℃ Li 76 1 180 1340 Na 102 1 97.72 883 Mg 72 2 651 1107 Al 53.5 3 660 2324 K 138 1 63.65 759 金属阳离子半径越小，所带电荷越多，金属键越强，熔沸点就相应越高，硬度也越大。 ①碱金属熔沸点随原子序数增大而递减，原因： 同主族元素，电荷数相同，从上到下离子半径依次增大，金属键依次减弱。 （2）根据数据，你能总结出什么规律？ ②同周期金属晶体的熔沸点：钠＜镁＜铝 ，原因： 同周期从左到右，离子半径依次减小，电荷数增多，金属键增强。 晶体 离子半径/pm 电荷数 熔点/℃ 沸点/℃ Li 76 1 180 1340 Na 102 1 97.72 883 Mg 72 2 651 1107 Al 53.5 3 660 2324 K 138 1 63.65 759 原子半径 价电子数 金属键 金属的物理性质 决定 延展性 导电性 导热性 金属光泽 ...... 熔沸点 原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大 ④金属键的影响因素 9 ⑤金属晶体的性质 (1)金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。(2)熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。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，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。 2.电子气理论 由于金属原子的最外层电子数较少,容易失去电子成为金属离子,金属原子释放出的价电子不专门属于某个特定的金属离子,而为许多金属离子所共有,并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子。金属脱落下来的价电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。 在外加电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电。 金属离子 自由电子 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - 如何应用电子气理论，解释金属的导电性？ 思考讨论 【注意】 ①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属。 如石墨具有导电性，属于非金属。还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。 ②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，导电过程是化学变化。 晶体类型 电解质 金属晶体 导电时的状态 导电粒子 导电时发生的变化 导电能力