3.3.1金属晶体与离子晶体 第1课时-2023-2024学年高二化学同步教学精品课件（人教版2019选择性必修2）

第三章 第三节 金属晶体与离子晶体 0 第1课时 新课引入 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。在常温下，金属（除汞外）都是晶体 思考：金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 金属晶体晶胞特征：层状紧密堆积 金属键 一、金属键与金属晶体 电子气理论简介 金属键成键本质——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”。 金属键的特征金属键无方向性和饱和性。 一、金属键与金属晶体 （一）金属键 1.本质：金属原子脱落下来的________形成遍布整块晶体的“ ________”,被所有原子共用，从而把所有_________维系在一起。 金属键：金属阳离子与自由电子之间的强烈作用 2.成键微粒： 3.金属键的特征： 价电子 电子气 金属原子 金属阳离子与自由电子 金属键没有方向性和饱和性 金属键的强弱 金属离子半径大小 价电子的多少 一、金属键与金属晶体 2.构成微粒： 金属阳离子、电子 + + + + + + + + + + + + + + + + 3.微粒间作用力： 金属键 金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用 自由电子 金属阳离子 + 金属 合金 （二）金属晶体 金属阳离子与自由电子之间通过金属键作用形成的晶体 1.定义： 注意: ①在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，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，金属单质或合金属于金属晶体。 一、金属键与金属晶体 金属晶体中，自由电子在外加电场作用下，发生定向移动，形成电流，使金属具有良好的导电性，金属晶体中除自由电子外的金属阳离子在其位置附近振动，加热时，金属阳离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，因而金属的电阻随温度升高而增大。 通性一：金属的导电性以及金属的电阻随温度升高而增大 “电子气理论”解释金属的通性 电子气的运动：无序 自由电子定向运动形成电流 一、金属键与金属晶体 ①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属 ②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。 ③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 特别说明： 一、金属键与金属晶体 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。 “电子气理论”解释金属的通性 通性二：金属的导热性 一、金属键与金属晶体 金属晶体中，由于自由电子的“胶合”作用，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。 “电子气理论”解释金属的通性 通性三：金属的延展性 延展性最好的金属是金，一两黄金，压成金箔可覆盖两个篮球场。 外力 纯金属内原子的 排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难，会影响金属的延展性甚至硬度。这是对合金性能发生改变的一种比较粗浅的解释 合金： 一、金属键与金属晶体 自由电子：可吸收所有频率的光，很快释放出去，使绝大多数块状金属不透明且具有金属光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。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。 “电子气理论”解释金属的通性 通性四：金属具有金属光泽 一、金属键与金属晶体 对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，晶体的熔沸点与哪些因素有关？ 元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) Mg Al 离子半径/pm 76 102 138 72 53.5 价电子数 1 1 1 2 3 熔点/℃ 180.5 97.72 63.65 651 660 沸点/℃ 1347 883 759 1107 2324 Li-K：价电子数相同，离子半径逐渐增大， 金属键作用减弱，熔沸点降低。 Na-Mg-Al: 离子半径依次减小，价电子数增多，金属键增强。 一、金属键与金属晶体 3.金属键的影响因素： 离子半径 价电子数 离子半径越小，价电子数越多，金属键越强