3.3.1 金属晶体 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2(人教版2019) 第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1 高中化学选择性必修2( 第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 生活中的金属 金 Au 铝 Al 铜 Cu 钨 W 金属具有哪些物理性质?为什么？ 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 金属为什么有这些共同性质呢? 金属的物理通性： 具有金属光泽、 导电性、 导热性、 延展性等 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 第1课时 金属晶体 高中化学选择性必修2( 1.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 2.知道金属键的特点与金属某些性质的关系 3.认识金属晶体的物理性质与晶体结构的关系 学 习 目 标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 根据金属在周期表中的位置，分析金属元素原子结构特点。 想 想 一 金属原子最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1.电子气理论 [任务一]认识金属的结构 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 把金属键描述为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，从而把所有金属原子维系在一起 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 金属原子 自由电子 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.金属键的特征： 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”。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 10 熔点较低，硬度较小 钨是熔点最高的金属 铬是硬度最大的金属 形成的金属键强弱不同！ 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 问题：影响金属键的强弱的因素是什么呢？ 金属 Na Mg Al Cr 价电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 熔点/℃ 97.5 650 660 1900 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、沸点越高，硬度越大。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 观察表格可以发现，金属晶体的熔点差异很大， 3.金属键的影响因素 原子半径 价电子数 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 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 13 【思考】 ①比较Na、Mg、Al的熔沸点高低以及硬度大小 熔沸点： Na<Mg<Al 硬度： Na<Mg<Al ②比较Li、Na、K的熔沸点高低以及硬度大小 熔沸点： Li>Na>K 硬度： Li>Na>K 同一周期金属原子半径越来越小，单位体积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬度越来越大； 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 4.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 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 4.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 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 4.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，形成电流，使金属表现出导电性。 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 (3)导电性 外加电场 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） Cs 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。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。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 金属材料形成合金以后性能会发生改变，如常见 的一些合金的硬度比其成分金属的大，这是为什么？ 想 想 一 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，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。 2.下列关于金属及金属键的说法正确的是(　　) 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之间的相互作用 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 B 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） [任务二]认识金属晶体 1.定义： 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。 2.金属晶体中的粒子及粒子间的相互作用： 构成微粒 金属晶体 微粒间的作用力 金属阳离子和电子 金属键 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 点拨： 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(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。 ③金属晶体是一个“巨分子”。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 3.典型的的金属晶体 金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体。 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。 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 23 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 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 4.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 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 1.正误判断 (1)金属在常温下都是晶体( ) (2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用( ) (3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏( ) (4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( ) (5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金( ) (6)有机高分子化合物一定不能导电( ) (7)金属的电导率随温度的升高而降低( ) × × × × × √ √ 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 2.下列有关金属晶体的说法不正确的有( ) ①金属晶体是一种“巨分子” ②“电子气”为所有原子所共有 ③金属键无方向性和饱和性 ④金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用 ⑤晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定 ⑥含有阳离子的晶体中一定含有阴离子 ⑦固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 A √ √ × √ √ √ √ 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 总结 ↑ ↑ 高中化学选择性必修2( 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 第 一 册（ 2019 人 教 版 ） 28 28 $$