3.3.1金属键与金属晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 第一课时 金属键与金属晶体 置换反应中金属的生长过程 课堂导入 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。 思考：金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？ 金属键 1、定义：金属阳离子与自由电子之间存在的强烈的相互作用 2、本质：电子气理论 + + + + + + + + + + + + + + + + 金属离子 + 自由电子 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。 金属键 3、特征： 无方向性和饱和性。 5、影响因素： 半径越小 价电子数越多 金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 4、存在： 金属单质或合金 6、对性质的影响： 金属键越强 试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。 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。 Na 钠的熔点：97.8 ℃ Mg 镁的熔点：650 ℃ Al 铝的熔点：660.4 ℃ 金属键 电子气理论解释金属的通性 1、导电性 自由电子的移动没有方向 自由电子定向移动 通电 加热时，金属离子振动加强阻碍“自由电子”的移动，因而金属的电阻随温度升高而增大。 2、导热性 自由电子受热后，加快了运动速度，自由电子通过与金属阳离子发生碰撞，传递了能量，使得金属具有导热性。 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 电子气理论解释金属的通性 电子气理论解释金属的通性 3、金属延展性 外力 当金属受到外力作用时，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。 思考与交流 合金的硬度比其成分金属的大，这是为什么？ 4、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。 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 电子气理论解释金属的通性 金属晶体的堆积方式 1、简单立方堆积 原子位置： 配位数： 含有原子数： 相切球： 边长与半径关系： 顶点 6 1 边长上的两个原子 2、体心立方堆积 原子位置： 配位数： 含有原子数： 相切球： 边长与半径关系： 顶点、体心 8 2 体对角线上的三个原子 金属晶体的堆积方式 3、面心立方最密堆积 原子位置： 配位数： 含有原子数： 相切球： 边长与半径关系： 顶点、面心 12 4 面对角线上的三个原子 金属晶体的堆积方式 课堂小结 金属 晶体 一、金属键的概念、本质、特征和影响因素 二、金属晶体及性质 三、电子气理论解释金属的物理性质 四、金属晶体的结构 课堂检测 1.下列有关金属晶体的说法不正确的有( ) ①金属晶体是一种“巨分子” ②“电子气”为所有原子所共有 ③金属键无方向性和饱和性 ④金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用 ⑤晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定 ⑥含有阳离子的晶体中一定含有阴离子 ⑦固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 A √ √ × √ √ √ √ 2.下列叙述正确的是( ) A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用 C.价电子数越多，金属元素的金属性越强 D.含有金属元素的离子不一定是阳离子 D 课堂检测 3.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 C 课堂检测 4. 钠钾合金常温下为液态，可用作冷却剂、催化剂、干燥剂。其晶胞结构如图所示，观察晶体结构请回答： (1)合金的化学式是_______________； (2)晶胞中K原子周围距离最近的Na原子数是____个。 KNa3或Na3K 6 课堂检测 $