2.3.3 金属键（课件）—2024-2025学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修二

2.3.3 金属键 核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析： 通过分析金属的物理性质，理解金属键的微观本质，建立宏观现象与微观结构之间的联系，能利用金属键理论解释金属的共性与特性。​ 2.科学探究与创新意识： 通过实验探究金属键对性质的影响，培养实验设计与分析能力。结合现代科技中的金属材料应用，探讨金属键在实际中的创新应用​​。 3.科学态度与社会责任： 构建金属键的“自由电子”模型，理解金属键无方向性和饱和性的特征，并能用此模型解释金属的物理性质。通过对比离子键、共价键与金属键的异同，形成对化学键类型的系统性认知。 学习重难点 学习重点​ 1.金属键的实质与特征。​ 2.金属性质与金属键的关系。 学习难点​ 1.金属键的“自由电子”模型。​ 2.金属键与共价键、离子键的区分。 新课导入 金属环编织的柔软防具为何能兼具延展性和强度？让我们带着这些疑问，一同走进金属键的奇妙世界，揭开它神秘的面纱。 金属键及其实质 通过实验测知，将1 mol Cu、1 mol Fe、1 mol W 转 变成气态原子，需要吸收的能量分别为306.7 kJ、340.2 kJ和824.0 kJ，因此金属铜、金属铁、金属钨的熔点分 别高达 1083 ℃、1538 ℃和3422 ℃。 这说明由金属元素的原子构成的金属单质内存在一种强烈的相互作用。那么，为什么金属元素的原子之间会产生如此强的相互作用？这种相互作用的实质是什么？ 1.金属键及其实质 钨的熔点高达3422℃ 1.金属键及其实质 相对于其他种类的物质，金属通常由金属光泽、不透明，并且具有良好的导电性、导热性、延展性等。金属的这些性质与金属内部微粒之间的相互作用有关。研究表明，金属内部存在着一种被称为金属键的相互作用。 1.金属键及其实质 金属元素的电负性和电离能较小，金属原子的价电子容易脱离原子核的束缚。在固态金属中，金属原子失去的电子在所形成的金属阳离子之间“自由”运动，称为“自由电子”。 正是由于在整块固态金属中不停运动的“自由电子”与金属阳离子之间的相互作用，使得体系的能量降低。 1.金属键及其实质 定义：金属阳离子与自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 本质：金属元素的电负性 和电离能较小，金属原子 的价电子容易脱离原子核 的束缚形成“自由电子”， 与金属阳离子形成强的相互作用。金属键本质上是一种电性作用。 2.金属键 金属键的强度差别很大，例如金属钠的熔点较低、硬度较小，而钨是熔点最高的金属，铬是硬度最大的金属。 不同的金属其构成原子不同，原子间所形成的金属键强弱不同，故物质的物理性质差别很大。 影响金属键强弱的因素 金属元素的原子半径 金属原子价层电子数 一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强 一般而言，金属原子的价层电子数越多，金属键越强 2.金属键 金属键模型如图所示： 金属键的特征： （1）“自由电子”不专属于某个特定的金属阳离子，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。 （2）金属键既没有方向性，也没有饱和性。 金属键与金属性质 1.利用金属键解释金属性质 （1）具有金属光泽 具有金属光泽的不一定是金属单质，如单晶硅、晶体碘也具有金属光泽。 金属晶体内部存在自由电子，当光线投射到金属表面时，自由电子吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来，这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽。而金属在粉末状态时，金属原子的取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后不能再反射出来，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。 固态金属中，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。 （2）导电性 1.利用金属键解释金属性质 （3）导热性 当金属的某一部分受热时，该区域里的“自由电子”的能量增加，运动速率加快，“自由电子”与金属阳离子的碰撞频率增加，“自由电子”就把能量传递给金属阳离子，从而使能量从温度高的部分传递给温度低的部分，使整块金属达到相同的温度，使金属表现出导热性。 金属离子 自由电子 + + + + + + + + + + + + + + + + + 1.利用金属键解释金属性质 总结归纳 金属 金属光泽 导电性 导热性 金属具有金属光泽是因为“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。 金属中的“自由电子”在外加电场的作用下才会发生定向移动而形成电流。金属受热后，固态金属中金属阳离子的振动加剧，阻碍“自由电子”的运动，所以温度升高，金属的导电能力下降。 由于“自由电子”在运动时与金属阳离子碰撞，“自由电子”把能量传递给金属阳离子，从而使能量从温度高的部分传递给温度低的部分。 随堂测试 1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)离子化合物中的阳离子一定是金属离子。(　　) (2)阴、阳离子通过静电引力而形成的化学键叫作离子键。(　　) (3)离子化合物如能溶于水,其水溶液一定可以导电。(　　) (4)大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键。(　　) (5)离子键是阴、阳离子间的静电引力。(　　) (6)含离子键的化合物一定是离子化合物。(　　) 随堂测试 2．下列有关金属键的叙述错误的是(　　) A．金属键很强，金属键属于化学键 B．金属键的成键微粒是金属阳离子和自由电子 C．金属键中的自由电子属于整块金属 D．金属键是一种电性吸引作用 D 随堂测试 3.下列说法正确的是(　　) A.离子化合物中一定不含共价键 B.共价化合物中一定不含离子键 C.两种元素组成的化合物中一定不含非极性键 D.只有活泼的金属与活泼的非金属化合时,才能形成离子键 B 随堂测试 4.下列关于金属及金属键的说法正确的是(　　) A.金属键具有方向性与饱和性 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 B 谢谢观看 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.74 Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.52(fixed_gap:False) $$