专题3 第1单元 金属键 金属晶体（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）江苏专版

该高中化学课件聚焦金属键与金属晶体，系统阐述金属键的概念、本质及特征，金属晶体的结构与堆积方式，以及均摊法分析晶胞组成，通过“新知学习探究”衔接化学键知识，构建从微观作用力到晶体结构的学习支架。 其亮点在于紧扣“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”核心素养，设置合作探究（如用原子化热数据比较金属熔点）、均摊法计算晶胞等环节，培养科学思维。学生能深化微观理解，教师可借助结构化资源提升教学效率。

第一单元　金属键　金属晶体 专题3　微粒间作用力与物质性质 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 知识点一　金属键与金属特性 金属离子 自由电子 金属阳离子和自由电子 方向 饱和 金属单质和合金 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 自由电子 自由电子 金属离子 温度高 温度低 没有 各原子层 金属键 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 1 mol 气态 强 自由电子 越大 越高 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 知识点二　金属晶体 有规则 规则几何外形 X射线衍射图 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 基本重复单位 连续重复延伸 晶胞 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 金属阳离子 自由电子 金属阳离子 自由电子 金属键 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 非密置层 4 密置层 6 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 简单立方 6 体心立方 8 面心立方 12 六方 12 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 金属 非金属 大 低于 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 知识点三　均摊法分析晶胞的组成 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 8 2 4 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 随 堂 巩 固 演 练 栏目导航 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 知 能 达 标 训 练 栏目导航 点击进入Word 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 谢谢观看 栏目导航 专题3　微粒间作用力与物质性质 1 [素养目标]　1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能利用金属键理论解释金属单质的某些性质，促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。2.能结合原子半径、原子化热解释、比较金属单质性质的差异，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。 1．金属键 (1)概念：指____________与____________之间强烈的相互作用。 (2)成键微粒：_________________________。 (3)特征：没有______性和______性。 (4)存在：存在于_________________中。 2．金属的特性 (1)良好的导电性：金属中的____________可以在外加电场作用下发生定向运动，从而形成电流。 (2)金属的导热性：是____________在运动时与____________碰撞而引起能量的交换，从而使能量从_________的部分传到_________的部分，使整块金属达到相同的温度。 (3)良好的延展性：金属键______方向性，当金属受到外力作用时，金属中的____________发生相对滑动而不会破坏_________，金属发生形变但不会断裂，故金属具有良好的延展性。 3．金属键的强弱与金属物理性质的关系 (1)原子化热 金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指________金属固体完全气化成相互远离的______原子时吸收的热量。 (2)影响金属键强弱的因素 ①金属原子半径越小，金属键越___。 ②单位体积内____________的数目越多，金属键越强。 (3)金属键的强弱与金属的物理性质的关系 金属键越强，金属晶体的硬度______，熔、沸点______。 2．金属键可以看成是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，和共价键类似。金属键有饱和性和方向性吗？ 提示　没有。金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，故金属键没有方向性和饱和性。 1．金属原子的核外电子在金属晶体中都为自由电子吗？ 提示　因金属的原子半径大，最外层电子受原子核的吸引力小，易脱落而成为自由电子。 1．金属键的形成 2．金属导电与电解质溶液导电的比较 运动的微粒 过程中发生的变化 温度的影响 金属导电 自由电子 物理变化 升温，导电性减弱 电解质溶液导电 阴、阳离子 化学变化 升温，导电性增强 3.自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子，但都不可能独占某个或某几个自由电子，电子在整块金属中自由运动。 1．下列关于金属键的叙述中，不正确的是(　　) A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性 D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 解析　从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键无方向性和饱和性。 答案　B 2．下表给出了部分金属的原子半径、原子化热： 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 原子化热/(kJ·mol－1) 108.4 146.4 326.4 397.5 根据上表数据，思考下列问题。 (1)金属Na、Mg、Al的熔点高低顺序是________。 (2)金属键的强弱与金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目有关，请总结金属键、金属熔、沸点与原子半径、自由电子数目间的规律：_________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)Al>Mg>Na (2)一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高 1．晶体和晶胞 (1)晶体 ①概念：内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现_________重复排列，外观具有__________________的固体物质。通常条件下，金属单质及其合金属于晶体。 ②根据__________________，能推知晶体内部的微观结构。 (2)晶胞 ①概念：能够反映晶体结构特征的__________________。金属晶体是金属晶胞在空间__________________而形成的。 ②研究晶体的结构只需重点研究其______的结构。 2．金属晶体 (1)概念：通过_______________与____________之间的强烈的作用而形成的晶体。 (2)金属晶体的成键粒子是_______________和____________。成键粒子之间的相互作用是_________。 3．金属原子在二维空间的排列方式 (1)金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体，在平面上(即二维空间)，有两种排列方式： 图①的排列方式为____________，原子的配位数为___；图②的排列方式为_________，原子的配位数为___。 (2)配位数：通常把晶体内(或分子内)某一粒子周围最接近的粒子数目称为该粒子的配位数。 4．金属晶体的堆积方式 (1)图③所示的堆积方式为____________堆积，配位数为___。实例：钋。 (2)图④所示的堆积方式为____________堆积，配位数为___。实例：钠、钾、铬、钼、钨等。 (3)图⑤所示的堆积方式为____________堆积，配位数为______。实例：金、银、铜、铅等。 (4)图⑥所示的堆积方式为______堆积，配位数为______。实例：镁、锌、钛等。 5．金属材料——合金 (1)概念：一种金属与另一种或几种______(或_________)的融合体。与单组分金属相比，合金的某些性能更优越。 (2)性能 ①合金的硬度一般都比组成它的纯金属___。 ②多数合金的熔点______组成它的任何一种组分金属。 1．晶胞是怎样形成晶体的？ 提示　晶胞在空间连续重复延伸堆积即可形成晶体。 提示　与单组分金属相比，合金的某些性能更优越。 2．金属粉末往往没有金属光泽的原因是什么？ 提示　金属粉末往往没有金属光泽，这是因为在粉末状时，金属的晶面分布在各个方面，非常杂乱，晶格排列也不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以失去光泽。 3．为什么人们使用更多的是合金而不是纯金属？ 1．金属晶体包括纯金属的晶体和合金的晶体。 2．金属晶体能导电，但能导电的晶体不一定是金属晶体。 3．由于金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向相互靠近，彼此相切，尽量紧密堆积成晶体，紧密堆积能充分利用空间，使晶体能量降低，所以金属晶体绝大多数采用紧密堆积方式。 1．下列关于金属晶体的说法不正确的是(　　) A．金属晶体中一定存在金属键 B．金属晶体中的金属键没有方向性和饱和性 C．不同金属晶体中金属原子的堆积方式都一样 D．金属晶体中的自由电子为整块金属所共有 解析　Ca、Al晶体中金属原子的堆积方式一样，但与Mg晶体中金属原子的堆积方式不一样，C错误。 答案　C 2．已知下列金属晶体：Na、Po、K、Cu、Mg、Zn、Au。 其堆积方式为： (1)简单立方堆积的是________； (2)体心立方堆积的是________； (3)六方堆积的是________； (4)面心立方堆积的是________。 解析　(1)采用简单立方堆积的金属为Po。(2)采用体心立方堆积的金属为K、Na。(3)采用六方堆积的金属有Mg、Zn。(4)采用面心立方堆积的有Cu、Au等。 答案　(1)Po　(2)Na、K　(3)Mg、Zn (4)Cu、Au 均摊法：指在一个晶胞中按比例均摊出该晶胞中的每个粒子，如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于该晶胞。如下图所示的晶胞中不同位置的粒子数的计算： 即：(1)处于立方体顶点上的原子为___个晶胞共享。 (2)处于立方体面上的原子为___个晶胞共享。 (3)处于立方体棱上的原子为___个晶胞共享。 (4)处于立方体体心的原子完全属于该晶胞。 1．在任何晶胞中，位于顶点上的粒子，一定被8个晶胞共有吗？ 提示　不一定。长方体(包括立方体)晶胞中位于顶点上的粒子同为8个晶胞共有，而六棱柱晶胞中，顶点上的粒子被6个晶胞共有。 2．如图为离子晶体空间结构示意图：(·阳离子，阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式： A________　B________　C________。 答案　MN　MN3　MN2 1．长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算 2．六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 ―→ ―→ ―→ ―→ 如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为12×＋3＋2×＝6。 1．现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x位于晶胞的中心，乙中a位于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是________，乙晶胞中a与b的个数比是________，丙晶胞中有__________个c离子，有________个d离子。 解析　位于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱上的微粒为4个立方体共有，位于立方体面上的微粒为2个立方体共有，所以x∶y＝1∶＝4∶3，a∶b＝1∶＝1∶1；丙晶胞中c离子为12×＋1＝4个，d离子为8×＋6×＝4个。 答案　4∶3　1∶1　4　4 2.(1)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。 (2)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，列出表示Al单质的密度________________g·cm－3(不必计算出结果)。 解析　(1)铜晶胞为面心立方晶胞，故每个铜原子周围距离最近的铜原子为4×3＝12个。(2)该晶胞中含有Al原子数目为×8＋×6＝4，根据(0.405×10－7 cm)3ρ＝ g， 解得ρ＝ g·cm－3。 答案　(1)12　(2) 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)金属键中的自由电子属于整块金属(　　) (2)金属的导电靠自由电子的定向移动(　　) (3)金属键是金属离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用(　　) (4)金属键有方向性和饱和性(　　) (5)金属晶体由金属阳离子和阴离子构成(　　) (6)钠钾合金中有自由电子，钠钾合金具有导热性(　　) (7)不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同(　　) (8)金属离子和自由电子作用力是金属钠强于金属镁(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)× 2．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是(　　) A．用铁制品做炊具 B．铁易生锈 C．用铂金做首饰 D．金属铝制成导线 解析　用铁制品做炊具是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起热传递进行能量交换，能用金属键理论解释，故A不符合题意；铁易生锈，是由于其易失去电子，与金属键无关，故B符合题意；用铂金做首饰是因为有金属光泽，金属有金属光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论解释，故C不符合题意；金属铝制成导线是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和自由移动的电子，当给金属通电时，自由电子发生定向移动产生电流而导电，能用金属键理论解释，故D不符合题意。 答案　B 3．下列说法错误的是(　　) A．钠的硬度大于铝 B．铝的熔、沸点高于钙 C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔、沸点高于钾 答案　A 4．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中—X、—Y、—Z。其对应的化学式不正确的是(　　) 解析　A图中X、Y原(离)子的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B图化学式应为XY，错误；C图中X的数目4×＋1＝，Y的数目4×＝，化学式为X3Y，正确；D图中X的数目8×＝1，Y的数目6×＝3，Z位于内部，数目为1，化学式为XY3Z，正确。 答案　B 5．回答下列问题。 (1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在如图所示的半径相等的圆球的排列中，A属于__________层，配位数是_________；B属于__________层，配位数是__________。 (2)辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有δ、γ、α 三种同素异形体，其晶胞结构如图所示。 ①γ-Fe、δ-Fe晶胞中含有的铁原子数之比为__________。 ②δ-Fe、α-Fe两种晶体中铁原子的配位数之比为__________。 ③若α-Fe晶胞的边长为a cm, γ-Fe晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为__________。 解析　(1)密置层的排列最紧密，靠的最近，空隙最少，在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A中的排布不是最紧密，A属于非密置层，一个中心圆球周围有四个圆球，配位数是4；B中排布是最紧密的结构，B属于密置层，一个中心圆球周围有六个圆球，配位数是6； (2)①γ-Fe晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，则含有的铁原子数为8×＋6×＝4；δ-Fe晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和1个体心，则含有的铁原子数8×＋1＝2，故答案为2∶1； ②δ-Fe晶体中铁原子的配位数为8，α-Fe晶体中铁原子的配位数为6，故二者铁原子的配位数之比为8∶6＝4∶3； ③若α-Fe晶胞的边长为a cm，其晶胞只含1个Fe原子，则晶体的密度为：ρα＝，若γ-Fe晶胞的边长为b cm，其晶胞中含有4个Fe原子，则晶体密度为ργ＝，则两种晶体的密度之比ρα∶ργ＝b3∶(4a3)。 答案　(1)非密置　4　密置　6 (2)①2∶1　②4∶3　③b3∶(4a3) $