化学人教版（2019）选择性必修2 3.3.1金属键与金属晶体（共19页）

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第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属键与金属晶体
生活中的金属
金属的物理通性：具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等
金 Au
铝 Al
铜 Cu
钨 W
金属键与金属晶体
1、金属晶体
（1）典型的的金属晶体
金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体。
金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。大多数合金是以一种金属为主要组成，如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。
（2）金属晶体中的粒子及粒子间的相互作用：
金属阳离子和电子
金属键
构成微粒
金属晶体
微粒间的作用力
描述金属键的理论
电子气理论
能带理论
把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起
不作介绍
2、金属键
金属键与金属晶体
金属键与金属晶体
2、金属键
(1)概念：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键。
(2)金属键的特征：
①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，而是在整块固态金属中自由移动。
②金属键既没有方向性，也没有饱和性。
③金属键的成键粒子是____________和____________。
(3)金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”
金属阳离子
自由电子
熔点较低，硬度较小
钨是熔点最高的金属
铬是硬度最大的金属
形成的金属键强弱不同！
金属键与金属晶体
金属键
金属的物理性质
决定
原子半径
价电子数
原子半径越小，价电子数越多，
金属键越强，反之，金属键越弱。
延展性
导电性
导热性
金属光泽
......
通常金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大。
熔沸点
3.金属键的影响因素
金属键与金属晶体
【思考】①比较Na、Mg、Al的熔沸点高低以及硬度大小
熔沸点： Na②比较Li、Na、K的熔沸点高低以及硬度大小
熔沸点： Li>Na>K 硬度： Li>Na>K
金属键与金属晶体
元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) 37Rb(铷) 55Cs(铯)
熔点/℃ 180.5 97.72 63.65 38.89 28.84
沸点/℃ 1347 883 774 688 678.4
③合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低，硬度比各成分大
同一周期金属原子半径越来越小，单位体积内自由电子数增加，故熔点越来越高，硬度越来越大。
4.电子气理论解释金属的物理性质
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。
延展性
外力
金属键与金属晶体
金箔
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错位
yi
自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
导热性
金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质
由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。
金属光泽
01 金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质
在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性，而金属的电导率随温度升高而降低。
导电性
外加电场
金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质
导电性
①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属
②石墨具有导电性，属于非金属。
还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。
③金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化。
金属键与金属晶体
4.电子气理论解释金属的物理性质
(1)金属在常温下都是晶体( )
(2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用( )
(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏( )
(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
(5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金( )
(6)有机高分子化合物一定不能导电( )
(7)金属的电导率随温度的升高而降低( )
×
×
×
×
√
×
√
明辨是非
1.下列关于金属及金属键的说法正确的是(　　)
A.金属键具有方向性和饱和性
B.金属键是金属阳离子与自由电子之间的相互作用
C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
B
课堂练习
2．判断下列晶体类型。
(1)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃，易水解_____________。
(2)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大_____________。
(3)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿_____________。
(4)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电_____________。
分子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
课堂练习
选择题训练3——11
⑴SiO2+2C ====== Si+2CO ↑ (粗硅)
1800~2000℃
⑵Si+3HCl ==== SiHCl3+H2
300℃
⑶SiHCl3+H2 ===== Si+3HCl （高纯硅）
1100℃
选择题训练3——12
图中pAg+= -lgc(Ag+)，pX- = -lgc(X-)。已知Ksp (AgCl) >Ksp( AgI)。