3.3.1金属晶体 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 第3节 金属晶体和离子晶体 物质的结构 和性质 第1课时 金属晶体 1 导电性 导热性 延展性 金属光泽 …… 金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 微粒间相互作用？ 物质的性质? 晶体类型？ 构成微粒？ 金属为什么有这些共同性质呢? 一、金属键 1.电子气理论 金属原子脱落下来的价电子遍布在整个晶体中形成“电子气”，被所有的原子共用，从而将金属原子维系在一起。 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 一、金属键 2.金属键 （1）定义：金属阳离子和自由e-之间的强烈的静电作用。 金属阳离子 自由电子 静电作用 金属键 （2）特征：①无方向性和饱和性。 ②自由电子不专属于某个金属阳离子，在整块固态金属中自由移动 （3）存在范围：存在于金属单质和合金中。 （引力＋斥力） 一、金属晶体 (4)金属键的强弱 金属原子半径越小，价电子数目越多，金属键越强。 r金属原子 价电子数目 ①金属键的强弱 ②金属键越强，金属晶体的熔沸点越高、硬度越大。反之，越弱。 eg:熔沸点：Na___Mg ___ Al ； Li ___ Na____K___Rb ___Cs 记：熔点最高：钨(W)：3410 ℃ 硬度最大：铬(Cr)：10 < < > > > > 二、金属晶体 1.概念：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。 金属阳离子+自由电子 构成粒子 金属晶体 粒子间的作用力 金属键 2.常见的金属晶体： ①纯金属 ②合金 注：①金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”，不存在单个分子或原子。 ②晶体中有阳离子不一定有阴离子（如金属晶体）。 注：金属在常温下都是晶体（汞是液体） （注：晶体锗、灰锡是共价晶体 | 汞常温下是液体 ） （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） Fe C 钢 Au Cu K金 合金（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） 二、金属晶体 3.物理性质 (1)金属晶体熔点跨度很大。 典例：熔点最高的金属：钨(3410 ℃)， 熔点最低的金属：汞(-38.86 ℃) ——破坏金属键，形成的金属键的强弱不同。 二、金属晶体 3.物理性质 (2)良好的导电性、导热性、延展性 ①导电性 注意：①能导电的晶体不一定是金属晶体。 例如：晶体Si、石墨、导电塑料(如聚乙炔加入碘单质或金属) 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，在外加电场的作用下，自由移动的电子定向移动形成电流，使金属表现出良好的导电性。 外加电场 ②温度越高，电导率越小 ③金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化 二、金属晶体 3.物理性质 (2)良好导电性、导热性、延展性 ②导热性 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。 二、金属晶体 ③延展性：金属键未断裂 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。 一、金属晶体 3.物理性质 (3)金属光泽： 自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，绝大多数金属为银白色或银灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于更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，发生漫反射，光线难以进到人眼中，所以成黑色。 Cs 二、金属晶体 3.物理性质 (4)合金： 合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低； 合金的硬度比其各成分金属的硬度大，延展性差。 纯金属 合金 Fe C 【思考】为什么合金的延展性变差，硬度变大？ 提示：纯金属内所有原子的大小和形状是相同的，原子的排列十分规整。合金中掺入了不同的金属或非金属原子，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结构，使原子之间的相对滑动变的困难，因此形成的合金的延展性变差、硬度增大。 金属晶体 金属键 电子气理论 成键微粒 特点 影响因素：金属原子半径与价电子数 对金属性质的影响 金属晶体 定义、构成微粒以及作用力 类别 物理性质 用电子气理论解释金属晶体的导电性、延展性、导热性 共价晶体&分子晶体&金属晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成微粒 微粒间作用力 熔点 硬度 溶解性 导电性 熔化时破坏的作用力 原子 分子 共价键 范德华力氢键 很高 较低 很大 较小 不溶于大多数溶剂 部分溶于水 不导电，Si为半导体 固体和熔融状态都不导电 部分溶于水导电 分子间作用力 共价键 金属原子 金属键 差别大 差别大 部分与水反应 良好的导电性 金属键 (1)常温下，金属单质都以晶体形式存在( ) (2)金属键可以看成是由许多个原子共用许多个电子形成的，故金属键 也有方向性和饱和性( ) (3)金属晶体的熔点一定比共价晶体的低( ) (4)晶体中有阳离子，必然含有阴离子( ) (5)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键 逐渐减弱( ) (6)金属晶体中，除了纯金属，还有大量合金( ) (7)金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属，如石墨、有机 高分子化合物等( ) 【课堂练习】 ×  ×  ×  ×  √  √  √ B 2.下列关于金属性质和原因的描述错误的是( ) A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，该性质与金属键没有关系 B.金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子， 形成了“电子气”，在外加电场的作用下，自由电子定向移动便形成了 电流 C.金属具有良好的导热性，是因为自由电子与金属离子发生碰撞，传递 了能量 D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而 不破坏金属键 A $$