3.1金屬鍵和金屬晶體 第一課時 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)識金屬晶體的性質(zhì)，體會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析核心素養(yǎng)。3．能借助模型說明常見金屬晶體中晶胞的構(gòu)成，并能舉例說明合金的優(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電子不專門屬于某個特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個金屬中自由運(yùn)動,這些電子又稱為自由電子。金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布在整個晶體中，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：金屬鍵無方向性和飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流動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)生定向運(yùn)動，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，該區(qū)域里自由電子的能量增加，運(yùn)動速率加快，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)熱性就是通過自由電子的運(yùn)動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有方向性，當(dāng)金屬受到外力作用時，金屬原子之間發(fā)生相對滑動，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有金屬光澤，這是因?yàn)樵诜勰顣r，金屬的晶面分布在各個方向，非常雜亂，晶格排列也不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，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光的能量躍遷到較高能級，在返回原能級時以光的形式放出能量。鐵、鎂能吸收各種波長的可見光，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。金屬對某種波長的光吸收程度較大，該金屬就呈現(xiàn)與其對應(yīng)的某種顏色。如金屬銅容易吸收綠色光，即呈現(xiàn)出對應(yīng)的紫紅色。二、金屬鍵理論解釋金屬的特性可用來衡量金屬鍵的強(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)?；蚪饘訇栯x子所帶電荷或價電子數(shù)或金屬陽離子半徑的大小三、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(對的畫“√”，錯的畫“×”)(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)于金屬鍵的敘述錯誤的是(

)A．金屬鍵沒有方向性和飽和性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)榻饘訇栯x子在外加電場作用下定向移動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饘訇栯x子各層間會出現(xiàn)相對滑動，但自由電子可以起到“潤滑”的作用，使金屬不會斷裂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強(qiáng)，硬度比純金屬小1.定義：金屬原子之間通過金屬鍵相互結(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單立方晶胞切面示意圖1.簡單立方堆積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)：體對角線3個原子相切！

4r=a邊長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)：面對角線3個原子相切！

4r=a邊長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?？傮w積晶胞體積①簡單立方堆積a=2r空間利用率==52.3%②體心立方堆積邊長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a4r④六方堆積空間利用