第三章第三节 金属晶体与离子晶体（1）（导学案）（附带答案解析）- 2023-2024学年高二化学同步教学课件+导学案（人教版2019选择性必修2）

第三章第三节 与金属晶体离子晶体（1） 【学习目标】 1、知道金属键的含义和金属晶体的结构特点，能用“电子气理论”解释金属的一些物理性质 2、熟知金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点 【主干知识梳理】 一、金属键和金属晶体 1、金属键 (1)概念：在金属单质晶体中原子之间以金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键 (2)成键微粒：金属阳离子和自由电子 (3)成键条件：金属单质或合金 (4)成键本质——电子气理论：金属原子对外围电子的束缚力不强，从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子” (5)金属键的特征：金属键没有方向性和饱和性。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 2、金属晶体 (1)概念：通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体 (2)构成的微粒：金属阳离子和自由电子 (3)微粒间的作用力：金属键 (4)气化或熔化时破坏的作用力：金属键 (5)常见的金属晶体：金属单质和合金 3、用电子气理论解释金属的物理性质 (1)延展性：金属材料有良好的延展性，由于金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动，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。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种解释 (2)导热性：金属的导热性是自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。 【微点拨】金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下，自由电子与金属原子频繁碰撞，阻碍了自由电子对能量的传递 (3)导电性：金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动而形成电流，呈现良好的导电性 【微点拨】金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同 4、金属晶体熔、沸点比较 (1)金属的熔点高低与金属键的强弱直接相关。金属键越强，金属的熔点(沸点)越高，硬度一般也越大 (2)金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数。原子半径越小，价电子数越多，金属键越强 ①同周期金属单质，从左到右熔、沸点升高，如：Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐升高 ②同主族金属单质，从上到下熔、沸点降低，如：碱金属从上到下熔、沸点逐渐降低 (3)金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而铁等金属熔点很高(1 535 ℃) 5、金属晶体熔、沸点比较答题模板 答题策略 看金属键的强弱，取决于金属原子的半径和价电子数 答题模板 金属原子价电子数相等，则看金属原子的半径：同主族金属元素 同为金属晶体，M原子半径小于N原子，故M晶体的金属键强，熔、沸点高 金属原子价电子数不相等，金属原子的半径也不相等：同周期金属元素 同为金属晶体，M原子半径小于N原子，M原子价电子数大于N原子价电子数，故M晶体的金属键强，熔、沸点高 1 K的熔沸点小于Na，原因是：同为金属晶体，K原子的半径大于Na原子，故金属键Na的强，熔、沸点也高 2 Mg的熔沸点小于Al，原因是：同为金属晶体，Mg原子的半径大于Al原子，Mg原子的价电子数小于Al原子的价电子数，故金属键Al的强，熔、沸点也高 【对点训练1】 1、下列关于金属键的叙述中，正确的是(　　) A．金属键具有方向性和饱和性 B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 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、物质结构理论指出，金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相