3.1金屬鍵和金屬晶體 第一課時(shí) 課件 高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修2

第一單元金屬鍵、金屬晶體

第1課時(shí)蘇教版化學(xué)選擇性必修2專題3微粒間的作用力與物質(zhì)性質(zhì)1．能描述金屬晶體中金屬鍵的成鍵特征，能用金屬鍵理論解釋金屬的典型性質(zhì)。2．從微粒構(gòu)成角度認(rèn)識(shí)金屬晶體的性質(zhì)，體會(huì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析核心素養(yǎng)。3．能借助模型說(shuō)明常見(jiàn)金屬晶體中晶胞的構(gòu)成，并能舉例說(shuō)明合金的優(yōu)越性能。學(xué)習(xí)目標(biāo)金屬的應(yīng)用金屬具有金屬光澤、能導(dǎo)電、傳熱、具有一定的延展性等。除汞等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬單質(zhì)具有較高的熔點(diǎn)，說(shuō)明金屬晶體中存在著強(qiáng)烈的相互作用。金屬具有導(dǎo)電性，是因?yàn)榻饘倬w中存在著能夠自由移動(dòng)的電子。圖3-2金屬晶體中的金屬鍵示意圖金屬鍵理論（電子氣理論）由于金屬原子的最外層電子數(shù)較少,容易失去電子成為金屬離子,金屬原子釋放出的價(jià)電子不專門屬于某個(gè)特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個(gè)金屬中自由運(yùn)動(dòng),這些電子又稱為自由電子。金屬脫落下來(lái)的價(jià)電子幾乎均勻分布在整個(gè)晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把所有金屬原子維系在一起。2.特征：金屬鍵無(wú)方向性和飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng)1.概念：金屬離子與自由電子間的相互作用一、金屬鍵成鍵微粒靜電作用二、金屬鍵理論解釋金屬的特性1.導(dǎo)電性通常情況下，金屬內(nèi)部自由電子的運(yùn)動(dòng)不具有固定的方向性。但在外電場(chǎng)作用下，自由電子在金屬內(nèi)部會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，從而形成電流，所以金屬具有導(dǎo)電性。當(dāng)金屬某一部分受熱時(shí)，該區(qū)域里自由電子的能量增加，運(yùn)動(dòng)速率加快，自由電子與金屬離子（或金屬原子）的碰撞頻率增加，自由電子把能量傳給金屬離子（或金屬原子）。2.導(dǎo)熱性金屬的導(dǎo)熱性就是通過(guò)自由電子的運(yùn)動(dòng)把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域，從而使整塊金屬達(dá)到同樣的溫度。二、金屬鍵理論解釋金屬的特性金屬鍵沒(méi)有方向性，當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬原子之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。3.延展性因此，在一定強(qiáng)度的外力作用下，金屬可以發(fā)生形變，表現(xiàn)出良好的延展性。二、金屬鍵理論解釋金屬的特性鎂條銅片金屬粉末往往沒(méi)有金屬光澤，這是因?yàn)樵诜勰顣r(shí)，金屬的晶面分布在各個(gè)方向，非常雜亂，晶格排列也不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以失去光澤。4.金屬光澤金屬中的自由電子容易吸收可見(jiàn)光的能量躍遷到較高能級(jí)，在返回原能級(jí)時(shí)以光的形式放出能量。鐵、鎂能吸收各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，吸收后又把它們幾乎全部反射出去，所以呈鋼灰色或銀白色光澤。金屬對(duì)某種波長(zhǎng)的光吸收程度較大，該金屬就呈現(xiàn)與其對(duì)應(yīng)的某種顏色。如金屬銅容易吸收綠色光，即呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的紫紅色。二、金屬鍵理論解釋金屬的特性可用來(lái)衡量金屬鍵的強(qiáng)弱。金屬的原子化熱指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量。三、金屬鍵強(qiáng)弱的影響因素金屬元素的原子半徑單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目金屬元素的原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)。單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)。或金屬陽(yáng)離子所帶電荷或價(jià)電子數(shù)或金屬陽(yáng)離子半徑的大小三、金屬鍵強(qiáng)弱的影響因素①②金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。Li

Na

K；思考：下列物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低Na

Mg

Al；同周期金屬單質(zhì)，從左到右，熔、沸點(diǎn)依次升高。同主族金屬單質(zhì)，從上至下，熔、沸點(diǎn)依次降低。規(guī)律：1．巧判斷(對(duì)的畫“√”，錯(cuò)的畫“×”)(1)常溫下，金屬單質(zhì)都以晶體形式存在。(

)(2)金屬鍵可以看作許多原子共用許多電子的相互作用，故也有方向性和飽和性。(

)(3)同主族的金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低，表現(xiàn)為金屬鍵逐漸減弱。(

)××√我能行

2．金屬鍵的實(shí)質(zhì)是(

)A．自由電子與金屬陽(yáng)離子之間的相互作用B．金屬原子與金屬原子間的相互作用C．金屬陽(yáng)離子與陰離子的吸引力D．自由電子與金屬原子之間的相互作用A我能行

3．鋁的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比鎂高的原因是(

)A．鎂比鋁活潑B．鋁的化合價(jià)比鎂高C．鋁的外圍電子比鎂多、原子半徑比鎂小D．鋁能與酸堿反應(yīng)C我能行

1.關(guān)于金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是(

)A．金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性B．金屬鍵是金屬離子和自由電子之間存在的強(qiáng)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)B典題訓(xùn)練

2.下圖是金屬晶體內(nèi)部存在的金屬鍵示意圖。金屬鍵理論可以用來(lái)解釋金屬的性質(zhì)，其中正確的是(

)C典題訓(xùn)練

A．金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)B．金屬能導(dǎo)熱是因?yàn)樽杂呻娮釉跓岬淖饔孟孪嗷ヅ鲎?，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)C．金屬具有延展性是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟拢饘訇?yáng)離子各層間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，但自由電子可以起到“潤(rùn)滑”的作用，使金屬不會(huì)斷裂D．與純金屬相比，合金中增加了不同的金屬或非金屬，致使合金中的電子增多，所以合金的延展性比純金屬?gòu)?qiáng)，硬度比純金屬小1.定義：金屬原子之間通過(guò)金屬鍵相互結(jié)合形成的晶體。3.微粒間的作用力：金屬鍵2.組成粒子：金屬陽(yáng)離子和自由電子。四、金屬晶體金屬晶體也是由能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位——晶胞在空間連續(xù)重復(fù)延伸而形成的。4.二維平面堆積方式密置層非密置層配位數(shù)：晶體中一個(gè)原子周圍距離相等且最近的原子的數(shù)目。465.三維空間堆積方式1.簡(jiǎn)單立方堆積2.體心立方堆積

4.六方堆積

3.面心立方堆積非密置層堆積形成密置層堆積形成簡(jiǎn)單立方晶胞切面示意圖1.簡(jiǎn)單立方堆積①代表金屬釙（Po）②配位數(shù)：6③晶胞特點(diǎn)：邊長(zhǎng)a=2r2.體心立方堆積

①代表金屬：Li、Na、K、Fe、Ba、W、Mo等②配位數(shù):8③晶胞特點(diǎn)：體對(duì)角線3個(gè)原子相切！

4r=a邊長(zhǎng)a=..

3.面心立方堆積①代表金屬：銅、銀、金、鉑、鈣、鋁、鉛②配位數(shù):12③晶胞特點(diǎn)：面對(duì)角線3個(gè)原子相切！

4r=a邊長(zhǎng)a=..

4.六方堆積

①代表金屬：鎂、鋅、鈦②配位數(shù):12③晶胞特點(diǎn)：邊長(zhǎng)a=2r

高h(yuǎn)=

a6.晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算—均攤法頂角棱上面上內(nèi)部頂點(diǎn)占1/8棱上占1/4面上占1/2體內(nèi)占1立方體8×1/8=18×1/8+1=28×1/8+6×1/2=4

5.晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算—均攤法六棱柱體心（內(nèi)部）1面心棱邊水平棱

豎棱頂點(diǎn)12×1/6+2×1/2+3=67.晶體空間利用率的計(jì)算晶體空間利用率=晶胞中微粒總體積晶胞體積①簡(jiǎn)單立方堆積a=2r空間利用率==52.3%②體心立方堆積邊長(zhǎng)a4r空間利用率=面心立方的空間利用率為③面心立方堆積空間利用率邊長(zhǎng)a4r④六方堆積空間利用