3.3金属晶体与离子晶体 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 湖北省利川市第一中学 金属具有哪些物理性质？为什么？ 【问题探讨】 一、金属键与金属晶体 1、金属的物理性质 (2)导热性 (1)导电性 (4)金属光泽 (3)延展性 金属之最 (1)铝：地壳中含量最多的金属元素 (2)钙：人体中含量最多的金属元素 (3)铁：目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜) (4)银：导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝) (5)铬：硬度最高的金属 (6)钨：熔点最高的金属 (7)汞：熔点最低的金属 (8)锇：密度最大的金属 (9)锂：密度最小的金属 (10)金：延展性最好的金属 为什么金属有这些共同的性质？ 又有如此大的差异？ 电子气理论：金属脱落下来的价电子几乎均匀分布整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，被所有原子所共有，把所有金属原子维系在一起。 2、金属键——电子气理论 (1)概念： 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 (2)金属键的本质： (4)存在： 金属单质与合金中 金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用 (3)成键微粒： 金属阳离子和自由电子 (5)金属键的特征： 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。 (6)金属键的影响因素： 金属键 原子半径 价电子数 原子半径越大，价电子数越少， 金属键越弱，反之，金属键越强 金属的物理性质 决定 金属光泽 熔沸点 延展性 导电性 导热性 金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大。 3、“电子气理论”解释金属的物理性质 外力 (1)延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且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，所以金属有良好的延展性。 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，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，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 (2)导热性 在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。 外加电场 (3)导电性 【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。 由于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。 (4)金属光泽和颜色 (1)概念：金属原子间通过金属键相互结合形成的晶体 (2)组成微粒：金属阳离子和自由电子 注意：①在金属晶体中，与共价晶体一样是一种“巨分子”不存在单个分子或原子，常温下，绝大多数金属单质(晶体锗、灰锡是原子晶体)和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态 ②有阳离子不一定有阴离子，可能是自由移动的电子，有阴离子一定有阳离子 ③固态导电：金属晶体(判断金属晶体的显著特点）、石墨、半导体（Si) 4、金属晶体 【知识回顾】 离子键 阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。 成键粒子 键的本质 静电引力和斥力 2. 特征 3. 影响因素 离子键没有方向性和饱和性。 一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小， 1. 概念： 离子键越强，化合物的熔、沸点越高，硬度越大 1. 概念 2. 成键微粒 3. 相互作用 4. 常见的离子晶体 由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体 强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐 离子键 (有的还存在共价键、氢键)。离子键没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的离子晶体倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子，从而达到稳定的目的。 由阳离子和阴离子构成，有的还存在电中性的分子(如H2O、NH3等)。阳离子或阴离子不仅指单原子离子，还包括复杂离子，如NH4+、SO42-。 二、离子晶体 5. 离子晶体的性质 ①熔沸点较高，硬度较大。 ④大多易溶于极性溶剂H2O，难溶于非极性溶剂(汽油、苯、CCl4等) 注：判断离子晶体，可根据其熔融状态能否导电进行 一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的