3.3.1 金属键与金属晶体-【化学优课PPT】2023-2024学年高中化学选择性必修2同步PPT课件（人教版2019）

第三节 金属晶体与离子晶体 第1课时 第三章 晶体结构与性质 人教版 选择性必修第二册 化学优课PPT 授课教师： 金属键与 金属晶体 教学目标 01 知道金属晶体的结构特点，能借助金属晶体模型说明金属晶体中粒子及粒子间的相互作用。 02 能从金属原子结构的视角认识金属键的本质。 03 能从“电子气理论”解析金属具有导电性、导热性和延展性的原因。 金属晶体 课程导入 观察金属置换反应中金属的生长过程，可知：金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。 那么，金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 课程导入 课程导入 生活中的金属 金属的物理通性：具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等 为什么金属具有这些共同性质呢? 金 Au 铝 Al 铜 Cu 钨 W 新课讲解 金属键 金属键的含义 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 金属键 (在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合) 金属键的本质 金属键 金属键的含义 定义： 金属阳离子和自由电子间形成的强烈的相互作用称为金属键。 成键粒子： 金属阳离子和自由电子。 实质： 电性(静电)作用。 金属键存在于所有金属和合金中。 存在： 金属键 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。这些电子又称为自由电子。 金属键的本质 说明 电子在金属阳离子间自由移动，不属于某个阳离子。 影响金属键强弱的主要因素 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 半径越小 所带电荷数越多 金属阳离子 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 金属键 如金属键Na<Mg<Al 金属晶体的概念和组成 金属晶体 【定义】金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体 【组成】金属阳离子和自由电子 【作用力】金属键 ①金属晶体中只有阳离子。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。 【注意】 【存在】常温下：纯金属(除汞外)和合金 金属晶体的性质 金属晶体 (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，从左到右熔、沸点升高。 ②同主族金属单质，从上到下熔、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。 非密置层 密置层 金属原子在二维平面里放置得到两种方式，配位数分别为4和6，可分别称为非密置层和密置层。 金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。 金属晶体的特征 金属晶体 简单立方晶胞 体心立方晶胞 面体心立方晶胞 六方晶胞 金属晶体 金属晶体的结构类型 用“电子气理论”解释金属的物理性质 金属晶体 （1）金属的导热性 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - 金属容易导热，这是由于“电子气”中的自由电子与金属原子频繁碰撞从而把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。 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 外加电场 金属晶体 用“电子气理论”解释金属的物理性质 (2)金属的导电性 在金属晶体中充满着带负电性的“电子气”,“电子气”的运动没有固定方向，但在外加电场的作用下，“电子气”会发生定向移动而形成电流，所以金属容易导电。 外力 金属晶体 用“电子气理论”解释金属的物理性质 (3)金属的延展性 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，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下发生形变也不易断裂，因此，金属都有良好的延展性。 （4）具有金属光泽 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。 金属光泽和颜色 银白色——自由电子吸收所有频率的光，然后又释放。 特殊颜色—