3.3.1 金属晶体 离子晶体 课件2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

金属晶体 离子晶体 JINGSHUJINGTI LIZIJINGTI 晶体结构与性质 目录 金属键与金属晶体 金属晶体的结构和性质 离子键与离子晶体 离子晶体的结构和性质 当堂小结 CONTENTS 新知导入 金属有哪些物理通性呢? 金属为什么具有这些物理通性呢? 3 金属键与金属晶体 4 电子气 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，从而把所有的金属原子维系在一起。 金属键与金属晶体 5 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 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” 金属键与金属晶体 6 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 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 金属晶体是一种“巨分子” 金属键与金属晶体 金属晶体 7 金属晶体的结构和性质 8 金属晶体的结构和性质 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，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，使各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用而不易断裂。 9 导电性 在金属晶体中“电子气”的运动是没有方向的，但在外加电场的作用下“电子气”就会发生定向移动，从而形成电流。 高温下热运动剧烈，电子的定向移动程度减弱，金属的导电性减弱。 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。 金属晶体的结构和性质 10 当金属的某一部分受热时，获得能量的电子会向别处运动并发生碰撞，将能量从温度高的区域传递到温度低的区域，最后使整块金属的温度趋于一致。 导热性 冬天我们感觉金属制品比木制品更凉原因就是当人接触到金属时，金属能迅速将人体的热量传递出去。 金属晶体的结构和性质 11 金属 Li Na K Rb 原子外围电子排布 2s1 3s1 4s1 5s1 原子半径/pm 152 186 227 248 熔点/℃ 180.5 97.8 63.3 39.3 钠、钾、铷、铯均为金属晶体，价电子数相同，原子半径：钠＜钾＜铷＜铯，金属键的强度：钠＞钾＞铷＞铯 金属晶体的结构和性质 12 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 熔点/℃ 97.8 650 660 1900 三者均为金属晶体，单位体积内自由电子数目：Na＜Mg＜Al；原子半径：Na＞Mg＞Al，金属键强度：钠＜镁＜铝 金属晶体的结构和性质 13 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 熔点/℃ 97.8 650 660 1900 金属晶体的熔点差别很大 金属晶体的结构和性质 14 同一主族金属原子半径越来越大，单位体积内自由电子数减少，故熔点越来越低，硬度越来越小 影响金属键强弱的因素： (1) 金属元素的原子半径 (2) 单位体积内自由电子的数目 同一周期金属原子半径越来越小，单位体积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬度越来越大 金属键的原子半径越小，单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强 金属晶体的结构和性质 15 合 金 白铜 青铜 黄铜 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，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。 金属晶体的结构和性质 16 白铜 青铜 黄铜 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。 金属晶体的结构和性质 合 金 17 对点练习 1．下列关于金属键的叙述中，正确的是(　　) A． 金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用，不是一种电性作用 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 有饱和性和方向性 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 D 对点练习 【解析】从基本构成微粒的性质看，金