311金屬鍵與金屬特性學案高二上學期化學選擇性必修2

第一單元金屬鍵金屬晶體第1課時金屬鍵與金屬特性［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.了解金屬鍵的概念，理解金屬鍵的本質(zhì)和特征，能結(jié)合原子半徑、原子化熱解釋和比較金屬單質(zhì)性質(zhì)的差異，促進宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。2.了解晶體中微粒的空間排布存在周期性，認識簡單的晶胞，促進證據(jù)推理與模型認知的學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。一、金屬鍵與金屬特性1.金屬鍵概念與之間強烈的相互作用

形成通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱，它們可以從原子上“脫落”下來，形成。金屬原子失去部分或全部外圍電子形成的與之間存在著強烈的相互作用

實質(zhì)金屬鍵本質(zhì)是一種作用

特征（1）金屬鍵方向性和飽和性

（2）金屬鍵中自由電子在整個三維空間里運動，屬于

2.金屬的特性（1）金屬的物理特性特性原因?qū)щ娦酝ǔＧ闆r下，金屬內(nèi)部自由電子的運動不具有固定的方向性，但在外電場作用下，自由電子在金屬內(nèi)部會發(fā)生，從而形成

導熱性當金屬某一部分受熱時，該區(qū)域里自由電子的能量，運動速率，自由電子與金屬離子（或金屬原子）的增加，自由電子把能量傳給金屬離子（或金屬原子），從而把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域

延展性金屬鍵沒有方向性，當金屬受到外力作用時，金屬原子之間發(fā)生，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用

（2）金屬鍵強弱的影響因素金屬的硬度和熔、沸點等物理性質(zhì)與金屬鍵的強弱有關，金屬鍵的強弱可以用金屬的原子化熱來衡量。①金屬的原子化熱是指金屬固體完全氣化成相互遠離的時的能量。

②影響金屬鍵強弱的主要因素有金屬元素的、單位體積內(nèi)等。

下表給出了部分金屬的原子半徑、原子化熱：金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱/（kJ·mol1）108.4146.4326.4397.5根據(jù)上表數(shù)據(jù)，思考下列問題。（1）金屬Na、Mg、Al的熔點高低順序是。

（2）金屬鍵的強弱與金屬元素的原子半徑、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目有關，請總結(jié)金屬鍵、金屬熔、沸點與原子半徑、自由電子數(shù)目間的規(guī)律：

。

金屬熔、沸點高低的比較金屬中的金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高。（1）同周期金屬單質(zhì)，從左到右（如Na、Mg、Al）熔、沸點逐漸升高。（2）同主族金屬單質(zhì)，從上到下（如堿金屬）熔、沸點逐漸降低。（3）一般來說，合金的熔、沸點比其各成分金屬的熔、沸點低。（4）金屬的熔點差別很大，如汞常溫下為液體，熔點很低，而鐵等金屬熔點很高。1.正誤判斷（1）常溫下，金屬單質(zhì)都以金屬晶體的形式存在（）（2）金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用，在一定外力作用下，不因形變而消失（）（3）金屬晶體的構成粒子為金屬原子（）（4）同主族金屬元素自上而下，金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低，體現(xiàn)金屬鍵逐漸減弱（）2.下列敘述錯誤的是（）A.構成金屬的粒子是金屬陽離子和自由電子B.金屬晶體內(nèi)部都有自由電子C.金屬晶體內(nèi)自由電子分布不均勻，專屬于某個特定的金屬離子D.金屬內(nèi)部自由電子的運動不具有固定的方向性3.金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬鍵理論加以解釋的是（）A.易導電 B.易導熱C.有延展性 D.易銹蝕4.下列各組金屬熔、沸點的高低順序，排列正確的是（）A.Mg>Al>Na B.Al>Na>LiC.Li>Na>K D.Be>Mg>Al二、晶體的常識1.概念內(nèi)部粒子（原子、離子或分子）在空間呈現(xiàn)的重復排列，外觀具有的固體物質(zhì)。如金剛石、食鹽、干冰、大多數(shù)金屬單質(zhì)及其合金等。

2.晶體的基本特性（1）基本特性①有的幾何外形。

②有的熔點。

（2）區(qū)分晶體和非晶體的方法：。

3.晶胞能夠反映晶體的。相鄰晶胞之間沒有任何間隙，并置排列。常規(guī)的晶胞都是平行六面體。

晶胞中原子的相對位置的表示方法——原子分數(shù)坐標（1）概念原子分數(shù)坐標表示晶胞中各原子的相對位置。（2）原子分數(shù)坐標的確定方法①依據(jù)已知原子的分數(shù)坐標確定坐標系取向。②一般以坐標軸所在正方體的棱長為1個單位。③從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標軸上的截距即為該原子的分數(shù)坐標。晶胞中的任一一個原子的位置均可用3個分別小于1的數(shù)在空間直角坐標系中表示出來，如位于晶胞原點（頂點）的原子分數(shù)坐標為（0，0，0）；位于晶胞體心的原子分數(shù)坐標為（12，12，12）；位于xOz面心的原子的分數(shù)坐標為（12，1.晶胞只是晶體微?？臻g里的一個基本單位，在它的上、下、左、右、前、后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部含有的微粒種類、個數(shù)及幾何排列都是完全相同的。已知某晶體的晶胞如圖：（1）位于頂點上的原子為個晶胞共有。

（2）位于面心上的原子為個晶胞共有。

（3）晶體中完全屬于某一晶胞的原子數(shù)是。

2.現(xiàn)有甲、乙、丙（如圖）三種晶體結(jié)構（甲中x處于該結(jié)構的中心，乙中a處于該結(jié)構的中心），可推知：甲中x與y的個數(shù)比是，乙中a與b的個數(shù)比是，丙中有個c離子，有個d離子。

晶胞中微粒的計算方法——均攤法均攤是指每個晶胞中平均擁有的微粒數(shù)目。若每個微粒為n個晶胞所共享，則該微粒就有1n長方體（或正方體）晶胞中微粒數(shù)的計算。1.（2024·陜西漢中高二檢測）已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學式為（）A.XYZ B.X2Y4ZC.XY4Z D.X4Y2Z2.有一種鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示，頂點和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學式為（）A.Ti14C13 B.TiCC.Ti4C4 D.Ti4C33.如圖依次是金屬鈉（Na）、金屬鋅（Zn）、碘（I2）、金剛石（C）晶胞的示意圖。平均含有的原子數(shù)：鈉個；鋅個；碘個；金剛石個。

答案精析一、1.金屬離子自由電子自由移動的電子金屬離子自由電子電性（1）無（2）整塊固態(tài)金屬2.（1）定向運動電流增加增大碰撞頻率相對滑動（2）①1mol氣態(tài)原子吸收②原子半徑自由電子的數(shù)目思考交流（1）Al>Mg>Na（2）一般而言，金屬元素的原子半徑越小、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高應用體驗1.（1）×（2）√（3）×（4）√2.C［金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的，自由電子幾乎均勻分布在金屬晶體內(nèi)，不專屬于某一個或幾個特定的金屬離子，故A、B正確，C錯誤。］3.D［金屬鍵理論只能解釋金屬的導電性、導熱性、延展性、硬度、熔點等物理性質(zhì)，是否容易生銹是金屬的化學性質(zhì)，只能用金屬的原子結(jié)構加以解釋。］4.C［一般而言，金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多，金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高。］二、1.有規(guī)則規(guī)則幾何外形2.（1）①規(guī)則②固定（2）X射線衍射3.結(jié)構特征基本重復單位思考交流1.（1）8（2）2（3）42.4∶31∶144應用體驗1.C［該晶體的晶胞是立方體。該晶胞擁有的X粒子數(shù)為8×18=1；Y位于晶胞內(nèi)，共有4個，因此該晶胞中擁有的Y粒子數(shù)為4；Z只有1個，位于晶胞的體心，故該晶體的化學式為XY4Z。2.A