2023春化学苏教版选择性必修二 3.1.1 金属键与金属特性 课件（共19张ppt）

(共19张PPT)
专题3　微粒间作用力与物质性质
第一单元　金属键　金属晶体
第1课时　金属键与金属特性
学习目标
知道金属键的特点与金属某些性质的关系
核心素养
建构金属键模型，并运用模型解释金属的某些性质
新课导入
你能根据金属的用途和日常生活经验归纳出金属的物理性质吗？你知道由金属原子堆积而成的金属为什么具有这些物理性质吗？金属单质中金属原子之间又是采取怎样的方式结合的呢？
金属的应用
1．请结合示意图分析金属键的实质。
提示：金属键的实质为金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。
活动探究
金属晶体中的金属键示意图
提示：导电性、导热性、延展性等。
导电性：在外电场作用下，自由电子定向运动，形成电流。
导热性：通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传到温度低的区域。
延展性：受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，依然保持金属键的
作用，可以发生形变。
2．金属有哪些物理通性？如何运用金属键进行解释？
[思考交流]
1．金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
根据下表的数据，请总结影响金属键的因素及规律。
金属 Na Mg Al Cr
原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
原子化热/ (kJ·mol－1) 108.4 146.4 326.4 397.5
熔点/℃ 97.5 650 660 1 900
提示：影响金属键强弱的主要因素有金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。
一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。
提示：Mg>Na>K。
2．试比较金属Na、K、Mg的熔点高低。
1．金属键
概念 金属离子与自由电子之间强烈的相互作用
形成 金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子，与“脱落”下的自由电子之间存在着强烈的相互作用
实质 金属键本质是一种电性作用
特征 (1)金属键无方向性和饱和性
(2)金属键中电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属
影响因素 (1)原子半径
(2)单位体积内自由电子的数目
归纳总结
特性 原因
导电性 通常情况下，金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性，但在外加电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流
导热性 当金属某一部分受热时，该区域里自由电子与金属离子碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子，从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域
延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用
2．金属特性
金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，即与金属离子和自由电子之间的作用大小有关。
(1)同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。
(2)同一主族，从上到下，金属元素原子的原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。
(3)1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量，叫作金属的原子化热。金属的原子化热数值越大，金属键越强。
3．金属键对金属性质的影响
1．与金属的导电性和导热性有关的是(　　)
A．原子半径大小 B．最外层电子数
C．自由电子 D．金属的活泼性
【解析】金属的导电性是由于自由电子在外电场中的定向运动造成的。金属的导热性是因为自由电子热运动的加剧，与金属离子碰撞频率增加而交换能量，使热能在金属中迅速传递。
当堂检测
C
2．金属具有延展性的原因是(　　)
A．金属原子半径都较大，外围电子较小
B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用
C．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
D．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
B
【解析】金属的构成微粒为金属离子和自由电子，金属中存在金属键，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子之间就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了形变，但金属键不被破坏，与原子半径、电子的运动速度以及能量的传递无关，故选B。
3．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是(　　)
A．用铁制品做炊具 B．用金属铝制成导线
C．用铂金做首饰 D．铁易生锈
【解析】利用金属的导热性用铁制品做炊具；利用金属的导电性用金属铝制成导线；利用金属的延展性用铂金做首饰；三者均与金属阳离子和自由电子形成的金属键有关。铁易生锈与原子的还原性以及所处的周围介质的酸碱性有关。
D
4．下列叙述正确的是(　　)
A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较强的作用
B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向运动而形成电流
C．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D．金属原子的外围电子容易脱离原子核的束缚在所形成的金属阳离子之间“自由”运动，即成为自由电子
D
【解析】金属受外力作用时常常发生变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；金属中的自由电子要在外加电场作用下才能发生定向运动形成电流，故B项不正确；金属是通过自由电子碰撞金属阳离子将能量进行传递的，故C项不正确。
5．物质结构理论指出：金属晶体中金属离子与自由电子之间存在的强的相互作用，叫金属键。金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，一般说来金属离子半径越小，外围电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是(　　)
A．镁的硬度大于铝 B．镁的熔点高于钙
C．镁的硬度大于钾 D．钙的熔点高于钾
A
【解析】根据题目所给条件：镁和铝的电子层数相同，外围电子数：Al>Mg，离子半径：Al3＋Mg2＋，金属键Mg强于Ca，熔点：Mg>Ca；用以上比较方法可推出：外围电子数：Mg>K，离子半径：Mg2＋K，硬度：Mg>K；钙和钾位于同一周期，外围电子数：Ca>K，离子半径：K＋>Ca2＋，金属键：Ca>K，熔点：Ca>K。
本节内容结束