3.3.1 金属晶体 课件-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 课时1 金属晶体 2026/3/9 2 吗喽🐒 素养目标 宏观辨识与微观探析： 能通过金属的物理共性（导电性、导热性等），辨识金属晶体的宏观特征；能从金属阳离子与自由电子的相互作用，理解金属晶体的微观结构。 证据推理与模型认知：能基于金属的物理性质，推理金属晶体的构成微粒及作用力类型； 能构建金属晶体的堆积模型，解释其结构与性质的关联。 科学探究与创新意识： 能通过实验观察金属的物理性质，提出合理猜想并验证； 能结合晶体结构，尝试分析不同金属物理性质差异的原因。 课堂引入 2026/3/9 3 吗喽🐒 课堂引入 2026/3/9 4 吗喽🐒 观察金属置换反应中金属的生长过程，可知：金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。 回顾所学内容，金属有哪些通性？ 课堂引入 2026/3/9 5 吗喽🐒 三大晶体物理性质对比 金属晶体 分子晶体 共价晶体 物理性质 具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等。 熔点低 硬度小 不导电 熔点高 硬度大 大多数不导电 (1) 为什么金属会有一些共同的性质？ (2) 为什么金属的物理性质与分子晶体、共价晶体的性质有非常明显的区别？ (3) 金属晶体的结构与分子晶体、共价晶体的结构有什么差异呢？ 2026/3/9 6 吗喽🐒 一、金属键与电子气理论 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 价电子脱落 遍布整块晶体 “电子气” 2026/3/9 7 吗喽🐒 一、金属键与电子气理论 1. 电子气理论 由于金属原子的最外层电子数较少，容易失去电子成为金属离子，金属脱落下来的价电子几乎均匀分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把所有金属原子维系在一起。这些电子又称为自由电子。 电子气理论示意图 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - 金属阳离子浸泡在电子的海洋中 金属晶体和共价晶体一样，是一种“巨分子”。 2026/3/9 8 吗喽🐒 一、金属键与电子气理论 2. 金属键 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - 金属 阳离子 自由 电子 金属键 (在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合) 金属键的本质 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 2026/3/9 9 吗喽🐒 一、金属键与电子气理论 2. 金属键 (2) 本质：电子气理论——静电作用。 金属键的强度差别很大，受什么因素影响呢？ (3) 特征： ① 无方向性和饱和性。 ② 电子在整个三维空间运动，属于整块固态金属 (1) 概念：金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。 2026/3/9 10 吗喽🐒 一、金属键与电子气理论 2. 金属键 对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，金属晶体的熔沸点与哪些因素有关？ 晶体 离子半径/pm 电荷数 熔点/℃ 沸点/℃ Li 76 1 180 1340 Na 102 1 97.72 883 Mg 72 2 651 1107 Al 53.5 3 660 2324 K 138 1 63.65 759 规律： 半径越小 所带电荷数越多 金属阳离子 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 2026/3/9 11 吗喽🐒 二、金属晶体 1. 基本概念 金属晶体 (1) 概念：由金属键结合形成的晶体。 (2) 构成微粒：金属阳离子和自由电子。 (3) 粒子间作用力：金属键。 有阳离子的物质不一定有阴离子，如金属晶体、等离子体 2026/3/9 12 吗喽🐒 (1)同周期金属单质，从左到右(如<m></m>、<m></m>、<m></m>)熔、沸点逐渐升高。 (2)同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点逐渐降低。 (3)合金的熔点比其各成分金属的熔点低。 (4)金属晶体的熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低 ，而铁金属熔点很高 。 二、金属晶体 2. 熔沸点变化规律 规律： 半径越小 所带电荷数越多 金属阳离子 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 2026/3/9 13 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——延展性 金属晶体中，由于自由电子的“胶合”作用，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。 钢 2026/3/9 14 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——延展性 【思考讨论】合金的延展性为什么发生变化？ 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，会使这种金属的延展性甚 至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发 生改变的一种比较粗浅的解释。 2026/3/9 15 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——导电性 金属晶体中，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，金属晶体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。 + - + + + - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 外加电场 对于电解质溶液而言，温度升高，阴阳离子的运动加剧，导电性增强。 2026/3/9 16 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——导热性 金属晶体中，自由电子在运动中不断地与金属阳离子碰撞，从而发生能量交换，当金属晶体的一端受热，加强了该端的金属阳离子的振动，自由电子将热能迅速地传递到另一端，使金属整体的温度很快的升高，所以金属有很好的导热性。 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 2026/3/9 17 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——金属光泽 2026/3/9 18 吗喽🐒 二、金属晶体 3. 物理性质的解释——金属光泽 由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，金属中的自由电子在吸收能量之后发生跃迁称为高能态，又会回到低能态，此时会把多余的能量以光的形式释放出来，使得金属具有光泽。 金属光泽 和颜色 银白色——自由电子吸收所有频率的光，然后又释放。 特殊颜色——易吸收某些频率的光。 黑色粉末——晶面取向复杂，吸收可见光后难反射。 2026/3/9 19 吗喽🐒 二、金属晶体 【思考讨论】 (1) 构成金属晶体的粒子有哪些？ (2) 金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电有什么不同？ (3) 金属在导热过程中粒子的运动情况如何？热量是通过什么方式传递的？ (4) 金属在受到外力时为什么不易断裂？其晶体结构是如何变化的？ 金属阳离子、自由电子 自由电子的定向移动，物理变化。自由离子的定向移动后得失电子，化学变化。 金属阳离子和自由电子的运动加速，碰撞。 金属晶体中原子相对滑动，自由电子也随着移动，使金属阳离子和自由电子之间保持较强的相互作用。晶体结构不变。 2026/3/9 20 吗喽🐒 三、金属晶体的结构 1. 结构类型 简单立方晶胞 体心立方晶胞 面体心立方晶胞 六方晶胞 配位数：6 代表物质：Po 配位数：8 代表物质：Na、K、Fe 等碱金属、过渡金属 配位数：12 代表物质：Cu、Ag、Au、Ca、Al 配位数：12 代表物质： Mg、Zn、Ti 2026/3/9 21 吗喽🐒 三、金属晶体的结构 1. 结构类型 例1 金属的下列性质中和金属晶体的结构无关的是( ) A.良好的导电性 B.反应中易失电子 C.良好的延展性 D.良好的导热性 √ 例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、沸点从到 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 2026/3/9 22 吗喽🐒 22 例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、沸点从到 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 2026/3/9 23 吗喽🐒 23 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)金属晶体除了纯金属还有大量合金( ) √ (2)金属晶体的熔点一定比共价晶体低( ) × (3)不存在只有阳离子,而没有阴离子的物质( ) × (4)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( ) √ (5)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 ( ) × 课堂评价 2026/3/9 24 吗喽🐒 24 (6)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 ( ) × (7)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( ) √ (8)金属的导电性随温度的升高而降低( ) √ (9)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( ) × 课堂评价 2026/3/9 25 吗喽🐒 25 2.下列关于金属晶体的叙述正确的是( ) A.常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B.金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不 因形变而消失 C.钙的熔、沸点低于钾 D.温度越高，金属的导电性越好 √ 课堂评价 2026/3/9 26 吗喽🐒 26 3.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粒子间的强 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，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性 C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故 金属键无饱和性和方向性 D.金属中的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 √ 课堂评价 2026/3/9 27 吗喽🐒 27 4.金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高，且研究表 明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。 由此判断下列说法错误的是( ) A.铝的硬度大于镁 B.钙的熔点低于钡 C.镁的硬度大于钾 D.钙的熔、沸点高于钾 √ 课堂评价 2026/3/9 28 吗喽🐒 28 5.［2024·湖北卷］黄金按质量分数分级，纯金为。 合金 的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是( ) A.Ⅰ 为 金 B.Ⅱ 中 的配位数是12 C.Ⅲ 中最小核间距 D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 √ 课堂评价 2026/3/9 29 吗喽🐒 29 6.现有4种固态物质:四氯化硅、硼、锑、氖。将符合信息的物质名称 和所属晶体类型填在表格中。 编号 信息 物质名称 晶体类型 (1) 熔点,沸点 ,易水解 __________ __________ (2) 熔点,沸点 ,导电 ____ __________ (3) 由分子间作用力结合而成,熔点很低, 化学性质稳定 ____ __________ (4) 由共价键结合成三维骨架结构的晶 体,熔点,沸点 ,硬度大 ____ __________ 四氯化硅 分子晶体 锑 金属晶体 氖 分子晶体 硼 共价晶体 课堂评价 2026/3/9 30 吗喽🐒 30 (2)铜的化合物种类很多。如图是氯化亚铜 的晶胞结构，已知晶胞的棱长为 。 ①与最短的距离是_ ____， 的 配位数为___。 4 课堂评价 2026/3/9 31 吗喽🐒 31 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $