3.3.1金属键与金属晶体 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

根据下表中三种晶体的熔点，简要解释熔点产生差异的原因： (1)SiO2和SiCl4：____________________________________________ ________________________________________________________。 (2)SiCl4和SiF4：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 物质 SiO2 SiCl4 SiF4 熔点/℃ 1710 －70 －90.2 SiO2是共价晶体，微粒间作用力为共价键；SiCl4 是分子晶体，分子间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4 SiCl4和SiF4均为分子晶体，分子间作用力均为范 德华力，组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力 课 前 检 查 越大，所以SiCl4的熔点高于SiF4 1 熔点最低的金属是-------- 汞 [-38.87℃] 熔点最高的金属是-------- 钨 [3410℃] 密度最小的金属是-------- 锂 [0.53g/cm3] 密度最大的金属是-------- 锇 [22.57g/cm3] 硬度最小的金属是-------- 铯 [0.2] 硬度最大的金属是-------- 铬 [9.0] 导电导热性最好的金属是---- 银 地壳中含量最多的金属是---- 铝 延性最好的金属是-------- 铂[铂丝直径： mm] 展性最好的金属是-------- 金[金箔厚： mm] 新 课 导 入 金属有哪些物理通性呢？为什么差距这么大？ 2 延展性 导热性 导电性 金属光泽 金属的物理通性 延展性 导电性 导热性 银白色金属光泽(铜紫红色，金是金黄色) 常温下是固体(汞是液体) 为什么金属会有一些共同的性质？金属内部存在着怎样的相互作用呢？ 4 第三节 金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 第1课时 金属键与 金属晶体 教 学 目 标 1.知道影响金属键强弱的因素。 2.能用“电子气理论”解释金属的物理性质。 1.电子气理论 一、金属键和金属晶体 金属原子最外层电子数较少，容易失去电子成为金属阳离子。金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 2.金属键 概念 金属中__________和____________之间存在的强烈的相互作用 实质 金属键本质是一种__________ 特征 （1）金属键无________和________ （2）金属键中的电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属 存在 自由电子 金属阳离子 电性作用 方向性 饱和性 金属单质与合金中 描述金属键本质的最简单理论 (1)概念： (2)常见的金属晶体： 常温下，绝大多数金属单质(晶体锗、灰锡是共价晶体)和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态。 3.金属晶体 金属原子通过________形成的晶体称为金属晶体。 金属键 在单质的晶体中一定不存在的微粒是( ) D A.原子 B.分子 C.阳离子 D.阴离子 [解析] 单质晶体可能有硅、金刚石——共价晶体， 、 、 分子晶体， 、 金属晶体。在这些晶体中，构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属阳离子和 自由电子。 课 堂 练 习 4.金属键的影响因素 金属 Na Mg Al K Rb Cr 价电子排布式 3s1 3s2 3s23p1 4s1 5s1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 196 248 124.9 熔点/℃ 97.8 650 660 63.25 38.89 1907 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，原子半径越小，金属键越强，金属晶体的熔点越高。 【思考与讨论】 同主族金属单质从上到下，价电子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐 减弱，熔沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。 同周期金属单质从左到右，随着原子半径的减小、价电子数的增多，金属键逐 渐增强，熔沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。 要使金属熔化必须破坏其中的金属键。金属熔、沸点高低和硬度大小一般取 决于金属键的强弱。由此判断下列说法正确的是( ) D A.金属锂的熔点高于金属铍 B.碱金属单质的熔、沸点从 到 是逐渐升高的 C.金属镁的硬度小于金属钙 D.金属铝的硬度大于金属钠 课 堂 练 习 返回至目录 9 钠 熔点97.8℃ 硬度较小 钨 熔点最高的金属(3410℃) 硬度很大 铬 熔点1907℃ 硬度最大的金属 为什么金属晶体熔点、硬度差距如此巨大？ 因为金属晶体熔化时需要断裂（克服）金属键，不同的金属晶体金属键强度差别很大。 学 以 致 用 10 (1)延展性 外力 ——用“电子气理论”解释金属的物理性质 5.金属键与金属性质 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生_________，但________ 原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的______可以起到类似轴承中滚珠之间_______的作用，所以金属有良好的延展性，金属晶体中的化学键没有被破坏。 润滑剂 不会改变 电子气 相对滑动 【思考】将纯金属制备成合金后，硬度和延展性会发生什么变化呢？ 当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，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。 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______移动而形成电流。 定向 (2)导电性 外加电场 【思考】 ①能导电的物质一定是金属吗？ 不是。如石墨具有导电性，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。 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。 ②金属导电和电解质溶液导电的原理一样吗？有什么区别？ 返回至目录 13 当金属中有温度差时，不停运动着的自由电子通过自身与__________________， 将能量由高温处传向低温处,从而使整块金属达到相同的温度。 金属阳离子之间的碰撞 (3)导热性 (4)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__________ 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。 自由电子 某些金属(如铜、金等)由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列 不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色 或者黑色。 块状的银元宝 黑色的银粉 返回至目录 14 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( ) × × × × √ × √ 课 堂 练 习 1.金属键 金属的物理性质 决定 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，反之，金属键越弱 延展性 导电性 导热性 金属光泽 金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大 熔沸点 构成粒子 2.金属晶体 金属阳离子+自由电子 粒子间的作用力 金属键 课 堂 小 结 01 下列生活中的现象，不能用金属键理论知识解释的是( ) D A.用铁制品做炊具 B.用金属铝制成导线 C.用铂金做首饰 D.铁易生锈 [解析] 用铁制品做炊具利用了金属的导热性；用金属铝制成导线利用了金属的导电性；用铂金做首饰利用了金属的延展性，三者均与金属阳离子与自由电子形成的金属键有关。铁易生锈与元素的还原性以及所处的周围介质的酸碱性有关。 课 堂 练 习 返回至目录 17 下列关于金属键及金属性质的叙述中正确的是( ) B A.随原子序数的递增，碱金属元素单质的熔点升高 B.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 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 [解析] 随原子序数的递增，碱金属元素单质的熔点逐渐降低，A项错误；金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，金属导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，C项错误；因为自由电子对可见光的选择性吸收和反射，使得金属晶体具有金属光泽，D项错误。 返回至目录 18 漆黑的夜里，伸手不见五指，然而，夜光表的指针却发出淡淡的光芒。夜光表为什么会发光呢？原来，在指针和表盘的刻度上，涂有一种发光物质。这发光物质就是掺杂着镭的化合物的荧光粉。镭是一种具有放射性的银白色金属，十分柔软。 （1）镭 位于第七周期第ⅡA族，则镭的原子序数是____，镭的原子半径比钙的 ____，氯化镭的化学式为_ _____，氢氧化镭的碱性比氢氧化钙____。 88 大 <m></m> 强 （2）镭的金属键比镁____，理由是____________________________________________ _______________________________。 镭晶体的熔沸点比镁晶体的____。 能够与冷水______反应，且 的碱性很强。 弱 镭和镁位于同一主族，最高化合价都是 <m></m> ，但是镭的原子半径大，所以金属键就弱 低 剧烈 返回至目录 19 （3）金属晶体易导电的理由是________________________________________________ ___________________________________________________________________________ _________________________。 在金属中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。 （4）金属晶体易导热的理由是________________________________________________ _____________________________________________________。 自由电子运动时与金属阳离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 金属的金属键越强，则对应金属晶体的熔、沸点越高。注意金属的熔、沸点有如 下几个递变规律：①同周期金属单质，从左到右（如 、 、 ）熔、沸点升高。 ②同主族金属单质，从上到下（如碱金属）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。 返回至目录 20 $$