3.3.1 金属晶体 课件-2026-2027学年高二上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，核心知识点包括金属键的概念、电子气理论及金属晶体物理性质的影响因素。课堂通过观察金属置换反应中金属的规则生长导入，提问原子结合作用引出金属键，对比分子晶体、共价晶体性质形成学习支架。 其亮点在于运用对比表格、探究数据及电子气理论解释性质，结合科学思维与科学探究。如通过碱金属熔沸点数据推理原子半径对金属键的影响，用电子气理论解释导电性，小结对比三种晶体差异。助力学生构建结构决定性质的化学观念，培养分析能力，也为教师提供清晰的知识框架和探究素材。

第三节 金属晶体和离子晶体 第1课时 金属晶体 第三章　晶体结构与性质 人教版化学 选择性必修2 物质结构与性质 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 新课导入 晶体类型 金属晶体 分子晶体 共价晶体 物理性质 1、金属晶体的物理性质 良好的导电性、 导热性、延展性， 具有金属光泽等 熔、沸点较低 硬度小 固体和熔融态不导电 熔、沸点很高 硬度很大 一般不导电 为什么金属会有一些共同的性质？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？ 新课导入 任务一 金属键与金属晶体 金属原子 金属阳离子 失去价电子 脱落的价电子遍布整块晶体 金属键 电子气理论示意图 把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，电子在整个三维空间运动，属于整块固态金属，被所有原子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起。 2、“电子气”理论——描述金属键本质的理论 任务一 金属键与金属晶体 一、金属键 1、概念： 金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。 金属阳离子和自由电子 2、成键粒子： 3、本质： 4、特征： 5.金属键的存在： 存在于金属单质和合金中(晶体锗Ge、灰锡Sn除外) 电子气理论——静电作用。 既没有方向性，也没有饱和性。 自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。 任务一 金属键与金属晶体 二、金属晶体 金属（除汞外）在常温下都是晶体， 金属晶体包括纯金属和合金。 注意： 金属晶体中的作用力是金属键，既影响化学性质稳定性，又影响物理性质。 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 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）。 任务一 金属键与金属晶体 二、金属晶体 大多数合金以一种金属为主要组成，如以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。 2.常见的金属晶体： ①纯金属 ②合金 （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） 金属（除汞外）在常温下都是晶体， 金属晶体包括纯金属和合金。 思考1：观察下表金属熔、沸点数据，你发现了什么规律？如何解释？ 元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) 37Rb(铷) 55Cs(铯) Hg(汞) Fe(铁) W(钨) 熔点/℃ 180.5 97.81 63.65 38.89 28.84 -39 1535 3410 沸点/℃ 1347 822.9 774 688 678.4 357 2750 5660 提示：金属晶体熔化需要克服金属键，金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高。 1、从Li到Cs，均为第ⅠA族碱金属，它们价电子数相同，但原子半径依次增大，导致金属键的键能越来越小，金属的熔、沸点也就依次降低。 2、不同金属晶体，其金属键的键能大小相差得非常大。有金属键非常弱的，如Hg(汞)；也有金属键非常强的，如W(钨)。因此，金属晶体的熔沸点、硬度跨度非常大。 原子半径越小 价电子数越多 金属 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 探究课堂 任务一 金属键与金属晶体 金属键 金属的物理性质 决定 原子半径 价电子数 原子半径越小，价电子数越多， 金属键越强，反之，金属键越弱 延展性 导电性 导热性 金属光泽 ...... 金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大 熔沸点 三、金属键的影响因素 应用广泛的金属 有特殊金属光泽 良好的延展性 具有良好的导电性、导热性 熔点、密度与硬度相差很大 形成合金后，往往合金比纯金属更为坚硬 任务一 金属键与金属晶体 4、物理特性 金属有哪些物理性质呢？ 金属为什么具有这些共同性质?你能用金属键的理论解释吗？ 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。 探究课堂 第三章 第一、二节综合检测 1-5 DDDAD 6-11 CBCCDC 12、（1） （2） （3） （4） Cu+ Cu+的价电子排布式为3d10,为全充满结构，能量低，稳定； 而Cu2+的价电子排布式为3d9,不是稳定结构 Cu3N 1∶1 （5） GaN、GaP、GaAs均为共价晶体,N、P、As的原子半径依次增大, Ga—N、Ga—P、Ga—As的键长依次增大, 键能依次减小, 导致GaN、GaP、GaAs熔点依次降低 共价 13、（1） 4 4 γ γ （2） （3） b （4） （5） 1∶3 Si或[SiO3 （6） 作业15 金属晶体 离子晶体 1-3 DBA 作业18 配合物和超分子 1-5 CABCC 10 C 13、（1） （2） （3） ①平面三角形 ② 2 C的电负性比N小,吸引孤电子对的能力比N弱 或C的电负性比N小,给出孤电子对的能力比N强 ①正四面体形 ②配位键 N 原子半径越小 价电 子数越多 金属 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 半径越小 电荷数越多 金属 阳离子 熔、沸点越高 硬度越大 金属键越强 3.物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。且研究表明,一般来说,金属阳离子半径越小,所带电荷越多,则金属键越强,由此判断下列说法错误的是(　　) A.硬度:Mg>Al B.熔、沸点:Mg>Ca C.硬度:Mg>K D.熔、沸点:Ca>K A 探究课堂 任务一 金属晶体 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，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。 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，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。 四、“电子气理论”解释金属的物理性质 【问题1】为什么金属晶体具有金属光泽和颜色？ 任务一 金属键与金属晶体 【问题2】为什么金属晶体具有导电性？ 外加电场 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，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。 (金属在固态或液体都有导电性) 注意：温度升高，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。所以金属的电导率随温度升高而降低。 拓展1：金属在固态或者熔融态都具有导电性，那么能导电的晶体一定是金属晶体吗？ 金属晶体具有导电性，但能导电的晶体不一定是金属晶体。 例如石墨是非金属单质，但石墨能导电； 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。 拓展2：金属和电解质溶液都能导电，两者有什么区别？ 金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。 而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。 任务一 金属键与金属晶体 任务一 金属键与金属晶体 当金属某部分受热时，该区域的电子运动加剧，通过碰撞，电子将能量传递给金属原子或离子，这样能量从温度高的区域传递到温度低的区域，因此金属具有导热性。 【问题3】为什么金属晶体具有导热性？ 任务一 金属键与金属晶体 【问题4】为什么金属晶体具有延展性？ 良好的延展性 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。 金属铜 外力 错位 任务一 金属键与金属晶体 【问题4】为什么金属晶体具有延展性？ 良好的延展性 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。 纯金属内原子排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难 思考与讨论 1、金属晶体的熔点是不是一定高于分子晶体？低于共价晶体？ 2、合金的熔点和硬度有什么特点？ 不一定。不同金属晶体，其熔点差别较大。有的熔点很低，如Hg(汞)低至－38.87 ℃ ；也有的熔点很高，如W(钨)高达3 500 ℃以上。因此，金属晶体的熔点跨度非常大，可能低于分子晶体，也可能高于一些共价晶体。 通常合金的硬度大于任一组分；合金的熔点低于任一组分。 拓展提高 知识补充 ①铝:地壳中含量最多的金属元素 ②钙:人体中含量最多的金属元素 ③铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜) ④银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝) ⑤铬: 硬度最高的金属 ⑥钨:熔点最高的金属 ⑦汞:熔点最低的金属 ⑧锇:密度最大的金属 ⑨锂:密度最小的金属 ⑩金:延展性最好的金属 拓展提高 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 金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用 金属键既没有方向性，也没有饱和性。 原子半径越小，价电子数越多， 金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大 金属键 金属晶体 电子气理论 课堂小结 FormatFactory : www.pcfreetime.com $