3.3 金属晶体与离子晶体 第1课时 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

走进奇妙的化学世界 2023-2024 选择性必修2 第三节 金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 学习 目标 第1课时 金属晶体 PART 01 PART 02 PART 02 知道金属键的特点与金属某些性质的关系 认识金属晶体的物理性质与晶体结构的关系 能辨识常见的金属晶体，能从微观的角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用力，并解释金属的物理性质 金属铜是由什么构成的？ 干冰是由二氧化碳分子构成的。 金刚石是有C原子构成 一、金属的结构——电子气理论 1.电子气理论 金属原子 金属离子 失去价电子 自由电子几乎均匀分布于晶体 金属键 “有阳离子而无阴离子”是金属独有的特性。 在金属晶体中，由于金属元素的电离能较小，金属原子的原子核对其价电子的吸引力较弱，价电子容易脱离原子核的束缚成为自由电子。 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。 特征？ 二、金属晶体 金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体，叫做金属晶体。 概念： 构成微粒： 金属阳离子和自由电子 相互作用力： Hg在常温下是液态。 金属键 金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 金属键 金属的物理性质 决定 延展性 导电性 导热性 金属光泽 ...... 熔沸点 原子半径 价电子数 原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大 注意： ①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。 ③金属键既没有方向性，也没有饱和性，是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用。 ②金属键的成键粒子是金属阳离子和自由电子。 ④金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”。 ⑤金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。大多数合金是以一种金属为主要组成，如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。 6 金属晶体的熔点差异较大，由于形成的金属键强弱不同。 观察金属晶体的熔点数据表格，你发现了什么？ 金属 熔点/℃ Li 180.5 Na 97.81 K 63.65 Rb 38.89 Cs 28.40 ⅠA ⅡA Li Na Mg K Rb Cs 0 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA Al s 区 ns1-2 熔点升高 熔点降低 为什么？ 半径依次减小，阳离子电荷数依次增多，金属键强度增强 半径依次增大，阳离子电荷数相同，金属键强度减弱 金属熔沸点、硬度的影响因素 熔点最低的金属：汞（-38.9 ℃ ） 熔点最高的金属：钨（3410 ℃） 铁：1535 ℃ 钠：97.81 ℃ 金属半径↓ 金属阳离子电荷数↑ （价电子数、自由电子） 金属键↑ 金属熔沸点、硬度↑ 结论：金属熔点差别大，由金属键的强弱决定 试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。 原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。 Na 钠的熔点：97.8 ℃ Mg 镁的熔点：650 ℃ Al 铝的熔点：660.4 ℃ 铜电缆 铁锅 思考：金属晶体具有哪些性质？能否用电子气理论解释？ 金箔玫瑰花 导热性 导电性 延展性 金属光泽 三、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。 (1)延展性 外力 三、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。 (1)延展性 金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子会如何呢？ 自由电子 + 金属离子 金属原子 错位 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 三、电子气理论解释金属的物理性质 自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 (2)导热性 三、电子气理论解释金属的物理性质 在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成