(讲义)专题3 第1单元 金属键 金属晶体-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第一单元　金属键　金属晶体 学习任务 1．能描述金属晶体中金属键的成键特征。 2．能用金属键理论解释金属的典型性质。 3．能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成。 4．能举例说明合金的优越性能。 一、金属键与金属特性 1．金属键 (1)金属键的概念 金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。 (2)金属键的形成 金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与“脱落”下的自由电子相互作用。 2．金属特性 (1)导电性 在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向移动，形成电流。温度升高，金属的导电性减弱。 微点拨：电解质导电和金属导电的区别 物质类型 电解质 金属晶体 导电时的状态 水溶液或熔融状态下 晶体状态 导电粒子 自由移动的离子 自由电子 导电时发生的变化 化学变化 物理变化 导电能力随温度的变化 温度升高导电能力增强 温度升高导电能力减弱 (2)导热性 金属受热时，自由电子与金属离子(或金属原子)碰撞频率增加，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。 (3)延展性 金属键没有方向性，在外力作用下，金属原子之间发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用，不会断裂。 3．金属键的强弱 (1)原子化热 金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。 (2)金属键的强弱 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。一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。 (3)金属键的强弱与金属的物理性质的关系 金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)金属键是金属离子与自由电子之间的吸引力。 (×) (2)任何固体中含有阳离子时一定含有阴离子。 (×) (3)金属单质中金属键越强，金属的还原性越弱。 (√) (4)熔、沸点：Li>Na>K>Rb，硬度：Na<Mg<Al<Cr。 (√) 二、金属晶体 1．晶体：具有规则几何外形的固体，通常条件下，大多数金属单质也是晶体。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。 2．晶胞：能够反映晶体结构特征的基本重复单位。金属晶体是晶胞在空间连续重复延伸而形成的。 3．金属原子在平面内的两种排列方式：非密置层(一个原子周围有4个原子)和密置层(一个原子周围有6个原子)。 4．晶胞中微粒个数的计算(均摊法) (1)均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有属于某个图形(晶胞)。 (2)立方体晶胞中不同位置的粒子数的计算： ①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共享，每个粒子有属于该晶胞； ②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共享，每个粒子有属于该晶胞； ③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共享，每个粒子有属于该晶胞； ④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。 5．合金的组成和性质 (1)合金：把两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 (2)合金的性能：比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的、机械的性能。通常，多数合金的熔点比它的成分金属的熔点低，而强度和硬度比它的成分金属大。 为什么金属晶体最常见的堆积方式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点？ [提示]　由于金属键没有饱和性和方向性，故金属晶体最常见的堆积方式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。 金属键与金属特性的关系 下表是部分金属的原子半径、原子化热和熔点 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 原子化热/(kJ·mol－1) 108.4 146.4 326.4 397.5 熔点/ ℃ 97.5 650 660 1 900 [问题1]　表格中金属原子外围电子数目最少和最多的分别是哪种？ [提示]　表格中金属原子外围电子数目最少和最多的分别为Na和Cr。 [问题2]表格中金属原子半径最大和最小的分别是哪种？ [提示]　表格中金属原子半径最大和最小的分别是Na和Cr。 [问题3]　表格中金属的原子化热大小关系怎样排序？ [提示]　金属的原子化热Na<Mg<Al<Cr。 [问题4]　表格中金属的熔点从高到低的顺序怎样排列？ [提示]　金属的熔点从高到低的顺序Cr> Al> Mg> Na。 [问题5]　通过分析表格数据，总结决定金属熔点高低的因素是什么？ [提示]　决定