專題3第1單元第一節(jié)金屬鍵與金屬特性

第一單元金屬鍵金屬晶體第一節(jié)金屬鍵與金屬特性已學(xué)過的金屬知識金屬的分類按密度分重金屬：銅、鉛、鋅等輕金屬：鋁、鎂等冶金工業(yè)黑色金屬：鐵、鉻、錳有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬按儲量分常見金屬：鐵、鋁等稀有金屬：鋯、釩、鉬3金屬元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特征Ti金屬的特點①常溫下，單質(zhì)都是固體，汞(Hg)除外；②大多數(shù)金屬呈銀白色，有金屬光澤，但金(Au)色，銅(Cu)色，鉍(Bi)色，鉛(Pb)色。藍白黃紅微紅大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點，水、干冰等都屬于分子晶體，靠范德華力結(jié)合在一起，金剛石等都是原子晶體，靠共價鍵相互結(jié)合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢？它們又是靠什么作用結(jié)合在一起的呢？教科書P32--P331.非金屬原子之間通過共價鍵結(jié)合成單質(zhì)或化合物，活潑金屬與活潑非金屬通過離子鍵結(jié)合形成了離子化合物。那么，金屬單質(zhì)中金屬原子之間是采取怎樣的方式結(jié)合的呢？2.你能歸納出金屬的物理性質(zhì)嗎?你知道金屬為什么具有這些物理性質(zhì)嗎?大多數(shù)金屬單質(zhì)都有較高的熔點,說明了什么?金屬能導(dǎo)電又說明了什么？說明金屬晶體中存在著強烈的相互作用;金屬具有導(dǎo)電性,說明金屬晶體中存在著能夠自由流動的電子。分析:通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱,在金屬晶體內(nèi)部,它們可以從金屬原子上“脫落”下來的價電子,形成自由流動的電子。這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子,是均勻分布于整個晶體中。二.金屬鍵描述金屬鍵的最簡單的理論是“電子氣”理論.該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”。這些電子不是專屬于某幾個特定的金屬離子，而是均勻分布于整個晶體中,被所有原子共用,從而把所有的金屬原子維系在一起。金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”中.（1）定義：（2）形成1.金屬鍵金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用。（3）方向性:無方向性成鍵微粒:金屬陽離子和自由電子存在:金屬單質(zhì)和合金中2.金屬的物理性質(zhì)具有金屬光澤，能導(dǎo)電，導(dǎo)熱，具有良好的延展性，金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)致的（1）導(dǎo)電性（2）導(dǎo)熱性（3）延展性【討論1】金屬為什么易導(dǎo)電？在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的作用下自由電子就會發(fā)生定向運動,從而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系晶體類型離子晶體金屬晶體導(dǎo)電時的狀態(tài)導(dǎo)電粒子水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：【討論2】金屬為什么易導(dǎo)熱？自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞,引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時,那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。2、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系【討論3】金屬為什么具有較好的延展性？

原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導(dǎo)致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++位錯相對滑動4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬(如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。當(dāng)金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則,吸收可見光后輻射不出去,所以成黑色。根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請你總結(jié)影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱/kJ·mol-1108.4146.4326.4397.5熔點/℃97.56506601900部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點P33有的金屬軟如蠟，有的金屬硬如鋼；有的金屬熔點低,有的金屬熔點高,為什么?金屬的熔點、硬度與金屬鍵的強弱有關(guān)，金屬鍵的強弱又可以用原子化熱來衡量。原子化熱是指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時吸收的能量。四.金屬晶體熔點變化規(guī)律1、金屬晶體熔點變化較大與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強弱有密切關(guān)系．2、一般，金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定：金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬鍵越強，熔點就相應(yīng)越高，硬度也越大。但金屬性越弱影響金屬鍵強弱的因素（1）金屬元素的原子半徑（2）單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目一般：金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高。如：同一周期金屬原子半徑越來越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加，故熔點越來越高，硬度越來越大；同一主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少，故熔點越來越低，硬度越來越小。熔點最低的金屬：汞（常溫時成液態(tài)）熔點很高的金屬：鎢（3410℃）鐵的熔點：1535℃如：KNaMgAlLiNaKRbCs﹥﹥﹥﹥﹤﹤﹤資料金屬之最熔點最低的金屬是——汞熔點最高的金屬是——鎢密度最小的金屬是——鋰密度最大的金屬是——鋨硬度最大的金屬是——鉻最活潑的金屬是——銫(除放射性金屬外)最穩(wěn)定的金屬是——金延性最好的金屬是——鉑展性最好的金屬是——金總結(jié)金屬鍵的概念運用金屬鍵的知識解釋金屬的物理性質(zhì)的共性和個性影響金屬鍵強弱的因素2.下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯誤的是()A.金屬鍵沒有方向性B.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用C.金屬鍵中的電子屬于整塊金屬D.金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)B3.下列有關(guān)金屬元素特性的敘述正確的是()A.金屬原子只有還原性,金屬離子只有氧化性B.金屬元素在化合物中一定顯正化合價C.金屬元素在不同化合物中化合價均不相同D.金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為晶體B4.金屬的下列性質(zhì)與金屬鍵無關(guān)的是()A.金屬不透明并具有金屬光澤B.金屬易導(dǎo)電、傳熱C.金屬具有較強的還原性D.金屬具有延展性C5.能正確描述金屬通性的是()A.易導(dǎo)電、導(dǎo)熱B.具有高的熔點C.有延展性D.具有強還原性AC6.下列生活問題，不能用金屬鍵知識解釋的是（）A.用鐵制品做炊具