高中化學(xué)專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)3.1金屬鍵與金屬晶體省公開課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

第一單元金屬鍵金屬晶體1/43黃鐵礦螢石水晶綠色魚眼石2/43晶體概念晶體：含有規(guī)則幾何外形固體。晶體為何含有規(guī)則幾何外形呢?組成晶體微粒有規(guī)則排列結(jié)果.3/431.非金屬原子之間經(jīng)過共價(jià)鍵結(jié)合成單質(zhì)或化合物，活潑金屬與活潑非金屬經(jīng)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方式結(jié)合呢？2.你能歸納出金屬物理性質(zhì)嗎?你知道金屬為何含有這些物理性質(zhì)嗎?金屬鍵與金屬特征4/43分析：

通常情況下，金屬原子部分或全部外圍電子受原子核束縛比較弱，在金屬晶體內(nèi)部，它們能夠從金屬原子上“脫落”下來價(jià)電子，形成自由流動電子。

大多數(shù)金屬單質(zhì)都有較高熔點(diǎn)，說明了什么？金屬能導(dǎo)電又說明了什么？金屬晶體中存在著強(qiáng)烈相互作用;金屬含有導(dǎo)電性,說明金屬晶體中存在著能夠自由流動電子。5/43（1）定義：

金屬離子和自由電子之間強(qiáng)烈相互作用。（2）形成

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（3）方向性:

無方向性1.金屬鍵6/432.金屬物理性質(zhì)

含有金屬光澤,能導(dǎo)電,導(dǎo)熱,含有良好延展性,金屬這些共性是有金屬晶體中化學(xué)鍵和金屬原子堆砌方式所造成（1）導(dǎo)電性（2）導(dǎo)熱性（3）延展性

7/43通常情況下金屬晶體內(nèi)部電子運(yùn)動是自由流動，但在外加電場作用下會定向移動形成電流,所以金屬含有導(dǎo)電性。（1）導(dǎo)電性8/43（2）導(dǎo)熱性

金屬輕易導(dǎo)熱，是因?yàn)樽杂呻娮舆\(yùn)動時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫度高部分傳到溫度低部分，從而使整塊金屬到達(dá)相同溫度。（3）延展性

金屬晶體中因?yàn)榻饘匐x子與自由電子間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,所以在一定強(qiáng)度外力作用下,金屬能夠發(fā)生形變,表現(xiàn)為良好延展性。9/43金屬延展性自由電子+金屬離子金屬原子錯(cuò)位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++10/43依據(jù)下表數(shù)據(jù)，請你總結(jié)影響金屬鍵原因金屬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(diǎn)/℃97.56506601900部分金屬原子半徑、原子化熱和熔點(diǎn)

金屬熔點(diǎn)、硬度與金屬鍵強(qiáng)弱相關(guān)，金屬鍵強(qiáng)弱又能夠用原子化熱來衡量。原子化熱是指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離氣態(tài)原子時(shí)吸收能量。有金屬軟如蠟,有金屬硬如鋼;有金屬熔點(diǎn)低,有金屬熔點(diǎn)高,為何?11/43影響金屬鍵強(qiáng)弱原因（1）金屬元素原子半徑（2）單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目普通而言：

金屬元素原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體硬度越大，熔、沸點(diǎn)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(diǎn)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)降低，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小。12/43總結(jié)金屬鍵概念利用金屬鍵知識解釋金屬物理性質(zhì)共性和個(gè)性影響金屬鍵強(qiáng)弱原因13/431.以下相關(guān)金屬鍵敘述錯(cuò)誤是()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強(qiáng)烈靜電吸引作用

C.金屬鍵中電子屬于整塊金屬

D.金屬性質(zhì)和金屬固體形成都與金屬鍵相關(guān)B練習(xí)2.以下相關(guān)金屬元素特征敘述正確是()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(jià)

C.金屬元素在不一樣化合物中化合價(jià)均不相同

D.金屬元素單質(zhì)在常溫下均為晶體B14/433.以下生活中問題，不能用金屬鍵知識解釋是（）

A.

用鐵制品做炊具B.用金屬鋁制成導(dǎo)線

C.用鉑金做首飾D.鐵易生銹D4.金屬鍵強(qiáng)弱與金屬價(jià)電子數(shù)多少相關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；與金屬陽離子半徑大小也相關(guān)，金屬陽離子半徑越大，金屬鍵越弱。據(jù)此判斷以下金屬熔點(diǎn)逐步升高是()A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMgB15/431.晶體(1)定義:經(jīng)過結(jié)晶過程形成含有規(guī)則幾何外形固體叫晶體。通常情況下，大多數(shù)金屬單質(zhì)及其合金也是晶體。閱讀教科書P34化學(xué)史話

人類對晶體結(jié)構(gòu)認(rèn)識金屬晶體16/432.晶胞什么是晶胞？

晶體中能夠反應(yīng)晶體結(jié)構(gòu)特征基本重復(fù)單位

說明：晶體結(jié)構(gòu)是晶胞在空間連續(xù)重復(fù)延伸而形成。晶胞與晶體關(guān)系如同磚塊與墻關(guān)系。在金屬晶體中，金屬原子如同半徑相等小球一樣，彼此相切、緊密堆積成晶體。金屬晶體中金屬原子緊密堆積是有一定規(guī)律。17/43金屬晶體1.金屬晶體堆積方式和對應(yīng)晶胞18/43活動與探究1：

平面上金屬原子緊密排列方式

將12個(gè)乒乓球從盒子里取出：4組乒乓球（3個(gè)排成一條直線）將乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面緊密接觸，有哪些排列方式？19/43

二維平面堆積方式I型II型行列對齊四球一空非最緊密排列行列相錯(cuò)三球一空最緊密排列密置層非密置層20/43平面上金屬原子緊密排列兩種方式配位數(shù)為4配位數(shù)為6112233445621/434個(gè)小球形成一個(gè)四邊形空隙，一個(gè)空隙。

見“

”。

22/433個(gè)小球形成一個(gè)三角形空隙，兩種空隙。一種：△見“

”另一個(gè)：▽見“

”

23/43金屬原子盡可能地相互靠近，盡可能占據(jù)較小空間。

——緊密堆積24/43

三維空間堆積方式Ⅰ.簡單立方堆積25/43形成簡單立方晶胞，空間利用率較低52％，金屬釙（Po）采取這種堆積方式。26/43金屬原子半徑r與正方體邊長a關(guān)系：aaaaa=2r27/43這是非密置層另一個(gè)堆積方式，將上層金屬填入下層金屬原子形成凹穴中,得到是體心立方堆積。Na、K、Cr、Mo、W等屬于體心立方堆積。Ⅱ.體心立方堆積28/4329/43第一層：30/43123456

第二層：對第一層來講最緊密堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣)123456AB，

關(guān)鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層能夠有兩種最緊密堆積方式。31/43

上圖是此種六方堆積前視圖ABABA

第一個(gè)：將第三層球?qū)?zhǔn)第一層球123456

于是每兩層形成一個(gè)周期，即ABAB堆積方式，形成六方堆積。

配位數(shù)12(同層6，上下層各3

)Ⅲ.六方堆積鎂、鋅、鈦等屬于六方堆積

32/43六方最密堆積分解圖33/43

第三層另一個(gè)排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層

2，4，6位，不一樣于AB兩層位置，這是

C層。12345612345612345634/43123456此種立方緊密堆積前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成

ABCABC三層一個(gè)周期。這種堆積方式可劃分出面心立方晶胞。

配位數(shù)12

(同層6，上下層各3

)Ⅳ.面心立方堆積金、銀、銅、鋁等屬于面心立方堆積

35/43了解金屬晶體中原子堆積方式六方堆積面心立方堆積體心立方堆積立方堆積鉀型銅型釙型鎂型36/43①簡單立方堆積配位數(shù)=6空間利用率=52%②體心立方堆積

——體心立方晶胞配位數(shù)=8空間利用率=68%③六方堆積

——六方晶胞配位數(shù)=12空間利用率=74%④面心立方堆積——面心立方晶胞配位數(shù)=12空間利用率=74%堆積方式及性質(zhì)小結(jié)37/432.晶胞中金屬原子數(shù)目標(biāo)計(jì)算(均攤法)38/43頂點(diǎn)占1/8棱上占1/4面心占1/2體心占139/432.晶胞中微粒數(shù)計(jì)算在六方體頂點(diǎn)微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)微粒全屬于該晶胞。

微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6

在立方體頂點(diǎn)微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心為2個(gè)晶胞共有。

微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4

在立方體頂點(diǎn)微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心金屬原子全部屬于該晶胞。

微粒數(shù)為：8×1/8+1=2長方體晶胞中不一樣位置粒子對晶胞貢獻(xiàn)：頂點(diǎn)----1/8棱----1/4面心----1/2體心----1(1)體心立方：(2)面心立方：(3)六方晶胞：40/43合金(1)定義：把兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成含有金屬特征物質(zhì)叫做合金。

比如，黃銅是銅和鋅合金（含銅67%、