3.3.1 金属晶体 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦金属晶体的结构与金属键本质，通过列举铁、铜等金属实例及“原子如何紧密堆积”的核心问题导入，搭建从宏观性质到微观结构的学习支架，帮助学生建立结构决定性质的认知脉络。 其亮点在于运用分类归纳金属晶体堆积方式、电子气理论解释延展性等性质，结合金的延展性、钠与钨熔沸点对比等实例，体现结构决定性质的化学观念和模型建构的科学思维。课堂练习含晶胞计算，思考讨论引发质疑，助力学生深化理解，教师提升教学效率。

第三节 金属晶体与离子晶体 3.3.1 金属晶体 人教版高中化学选必二 新课导入 ? 除汞外，金属在常温下都是晶体，金属原子如何紧密地堆积在一起的 铁 铜 金 钛 铂 汞 金属键 目录 03 金属晶体 01 金属键 02 PART 01 ·金属晶体· SAFE USE EDUCATION 金属晶体 1.金属晶体：在常温下，金属（除汞外）都是晶体。 结构像很多硬球一层一层地紧密堆积，金属原子的周围有较多的相同原子围绕着。原子之间以金属键相互结合。 金属晶体——知识拓展 2.金属晶体的常见堆积方式 (1) 在二维空间中排列的两种方式 a：非密置层 b：密置层 金属晶体——知识拓展 (2) 在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同种原子) 2.金属晶体的常见堆积方式 ①简单立方堆积 晶胞原子数： 配位数： 只有金属钋（Po）采取这种堆积方式 6 1 金属晶体——知识拓展 ②体心立方密堆积 密置层堆积，碱金属、铁、铬、钼、钨等采取这种堆积方式。 晶胞原子数： 配位数： 8 2 (2) 在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同种原子) 2.金属晶体的常见堆积方式 金属晶体——知识拓展 (2) 在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同种原子) 2.金属晶体的常见堆积方式 ③面心立方最密堆积 1 2 3 4 5 6 B C A 金、银、铜、铅采取这种堆积方式。 晶胞原子数： 配位数： 12 4 1.铁有δ-Fe、γ-Fe、α-Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是 A.三种同素异形体的性质相同 B.γ-Fe晶胞中与每个铁原子距 离最近且相等的铁原子有6个 C.α-Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 √ 金属晶体 δ-Fe　　　　 γ-Fe　 　α-Fe PART 02 ·金属键· SAFE USE EDUCATION 金属键 1.金属键的本质——“电子气理论”（最简单的理论） 从金属原子上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。 (1)成键微粒：金属阳离子、自由电子 (2)成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用 (3)特征：无方向性和饱和性，成键电子可以在金属中自由流动 (4)影响因素：原子半径、价电子数 一般而言，r金属原子越小，金属键越强；价电子数越多，金属键越强。 (5)对物质性质的影响：金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。 金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大。 如钠熔点较低、硬度较小，而钨熔点最高、铬硬度最大。 1.金属键的本质——“电子气理论” 汞——熔点最低 (－38.87 ℃)，钨——熔点最高(3 410 ℃) 金属键 2.电子气理论解释金属的物理性质 (1)金属材料的延展性 各原子层发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式。 电子气起到类似轴承中滚珠之间润滑剂作用 外力 延性：抽成细丝 展性：压成薄片 延展性最好的金属是金，一两黄金，压成金箔可覆盖两个篮球场。 金属键 金属键 2.电子气理论解释金属的物理性质 (1)金属材料的延展性 合金 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，会使金属的延展性或硬度发生改变。 (2)金属材料的导电性 2.电子气理论解释金属的物理性质 外加电场 电子气的运动：无序 自由电子定向运动形成电流 电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低。 金属键 (3)金属材料的导热性 2.电子气理论解释金属的物理性质 当金属晶体的某一端在受热时，其附近内部的自由电子做剧烈的无序运动，自由电子与金属原子频繁碰撞，引起两者的能量交换。 电子气的运动：无序 金属键 (4)金属材料的光泽 2.电子气理论解释金属的物理性质 自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数块状金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。 金属键 金属键——思考与讨论 1.只有金属晶体才导电吗？ 金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属。 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。 金属键——思考与讨论 2. 金属晶体导电是化学变化吗？ 金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。 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。 金属键——思考与讨论 3.分别比较锂、钠、钾与钠、镁、铝的熔沸点，并分析原因。 元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) Mg Al 熔点/℃ 180.5 97.72 63.65 651 660 沸点/℃ 1347 883 759 1107 2324 Li、Na 、K 的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低。 Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。 金属键——注意事项 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。 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。 金属键 1.正误判断 (1)不存在只有阳离子，而没有阴离子的物质 (2)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键也被破坏 (3)金属原子半径越小，价电子数越多，其金属单质 熔、沸点越高，硬度越大 (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 × × √ × 课堂小结 金属晶体 构成微粒：金属阳离子和自由电子 金属晶体结构 金属键解释物理性质 导电性：自由电子定向移动 体心立方堆积：碱金属、铁、铬、钼、钨等 结合力：金属键 简单立方堆积：Po 面心立方堆积：金、银、铜、铅等 导热性：自由电子撞击原子传递能量 延展性：原子层相对滑动，不改变排列方式 金属光泽：自由电子吸收反射可见光 课堂练习 1.下列有关金属的说法正确的是 A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 B.金属晶体有导电性，能导电的物质一定是金属 C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强 D.金属晶体的堆积方式会影响金属的性质 √ 课堂练习 2.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强度与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 A.金属镁的熔点大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C.金属铝的硬度大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙 √ 课堂练习 3.如图是金属晶体内部的“电子气理论”示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，下列说法正确的是 A.金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而 　发生热的传导 C.金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层 　间会出现相对滑动，而自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂 D.合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小 √ 课堂练习 4.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (1)铁镁合金的化学式为　　　　。  Mg2Fe (2)距离Mg原子最近的Fe原子个数是　　。  (3)若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg 96 g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为　　　L。  4 44.8 课堂练习 (4)若该晶胞的晶胞参数为d nm，则该合金的密度 为　　　 　　 g·cm-3(列表达式，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。  课 程 结 束 人教版高中化学选必二 EV录屏3.8.4软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.8.4软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $