3-3-1金属晶体 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体与离子晶体 第 1 课时 金属晶体 高中化学人教版选择性必修二 授课人：北城半夏 1 学习目标 电子气理论解释金属晶体的物理特性 金属键和金属晶体 常见金属晶体的结构 本节重点 新课导入 根据日常生活中的一些金属制品，回顾所学知识，金属有哪些物理通性？ 想一想：金属为什么会有这样共同的性质？ 任务一 金属键 一、金属键 1、电子气理论 金属原子最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子。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。 金属晶体的电子气理论示意图 任务一 金属键 金属键既没有方向性，也没有饱和性。自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。 金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用。 一、金属键 2、定义 3、特征 如何应用电子气理论， 解释金属的物理通性？ 任务一 金属键 一、金属键 4、用电子气理论解释金属的物理性质------导学案P95 ①金属光泽和颜色 当可见光照射到金属表面上时,固态金属中的自由电子能够吸收所有频率的光并迅速释放,使得金属不透明并具有金属光泽。  任务一 金属键 一、金属键 4、用电子气理论解释金属的物理性质 ②导电性以及金属的电阻随温度升高而增大 金属内部自由电子的运动不具有方向性,在外加电场的作用下,金属晶体中的自由电子发生定向移动而形成电流。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。 外加电场 任务一 金属键 一、金属键 4、用电子气理论解释金属的物理性质 ③导热性 当金属中有温度差时,不停运动着的自由电子通过自身与金属阳离子之间的碰撞，将能量由高温处传向低温处。  任务一 金属键 一、金属键 ④延展性 4、用电子气理论解释金属的物理性质 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,但排列方式不变,金属晶体中的化学键没有被破坏。 当纯金属变为合金后，由于新加入的原子大小与原来的金属原子不同，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大，延展性变差。 任务二 金属晶体 二、金属晶体 1、定义 金属阳离子与自由电子通过金属键形成的晶体。 2、常见的晶体类型 ①金属单质 ——除锗、灰锡为共价晶体，汞常温下为液体，其余金属单质都属于金属晶体 ②合金 ——碳钢、锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜等 任务二 金属晶体 二、金属晶体 同为金属晶体，为什么不同金属熔点、硬度差距如此巨大？ Na 熔点97.8℃，硬度较小； W 熔点最高的金属(3410℃)，硬度很大； Cr熔点1907℃，硬度最大的金属 金属晶体熔化和断裂需要克服金属键，不同的金属晶体金属键强弱不同。 任务二 金属晶体 二、金属晶体 金属 Na Mg Al K Rb Cr 原子半径/pm 186 160 143.1 196 248 124.9 熔点/℃ 97.5 650 660 63.25 38.89 1900 观察下表，分析金属键强弱的影响因素有哪些？ 金属原子价电子数越多，半径越小，金属键越强，金属晶体的熔点越高，硬度越大。 3、金属键强弱的影响因素 任务二 金属晶体 二、金属晶体 (1)金属键具有方向性和饱和性。 (　　)(2)金属键是金属阳离子与自由电子间的强烈的相互作用。 (　　)(3)金属导电是因为在外加电场作用下产生“自由电子”。 (　　)(4)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。 (　　)(5)金属晶体的熔点一定比共价晶体的熔点高。 (　　)(6)金属受外力作用时常发生变形而不易折断,是由于金属原子间有较强的作用。(　　) 【典型例题】 　　答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× （1）简单立方密堆积（钋Po） 1 2 3 4 5 6 ①晶胞内原子数 1 ②配位数 6 （2）体心立方密堆积（Na、K、Ba、Fe等） 2 8 ①晶胞内原子数 ②配位数 三、常见金属晶体的结构 任务三 常见金属晶体的结构 ③空间利用率 52% ③空间利用率 68% 4 12 三、常见金属晶体的结构 （3）面心立方最密堆积（Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt） ①晶胞内原子数 ②配位数 任务三 常见金属晶体的结构 ③空间利用率 74% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 12 三、常见金属晶体的结构 （4）六方最密堆积（Mg、Zn、Ti） ①晶胞内原子数 ②配位数 任务三 常见金属晶体的结构 ③空间利用率 74% 铁的晶体有多种结构，其中两种晶体的晶