化学人教版（2019）选择性必修2 3.3.1金属键与金属晶体（共34张ppt）

(共34张PPT)
请用一个字形容赛博皮卡
帅
赛博皮卡为什么这么帅呢？
金属光泽、导电性、导热性、延展性 等
结构
性质
用途
决定
决定
熔点最高的金属—钨
硬度最大的金属—铬
号称工业中"牙齿"
铜晶体中，铜原子之间是靠什么力连接在一起的呢？
金属晶体与离子晶体
第三章·第三节
第一课时
金属键与金属晶体
PART 01
金属键
铜晶体中，只有铜原子吗？
金属晶体的结构
金属晶体中
会不会有其他的的作用力？
金属键
1s22s22p33s23p63d104s1
请写出铜原子的电子排布式
价电子脱落
遍布整块晶体
“电子气”
＋
＋
＋
＋
＋
金属键
1．定义：在金属单质晶体中原子之间以金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。
2．成键粒子： 和 。
3．成键条件（存在于）： 或 中。
金属键
金属阳离子
自由电子
金属单质
合金
注意： 自由电子不是专属于某几个特定的金属离子，而是均匀分布于整个晶体中，被所有离子共用，从而把所有的金属原子维系在一起，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”中。
4．成键本质
电子气理论：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把 维系在一起，形成像共价晶体一样的“巨分子”。
金属键
价电子
所有的金属原子
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
自由电子
金属阳离子
+
金属键是否像共价键一样，具有方向性和饱和性呢？以及这次的金属晶体的熔、沸点又和什么因素有关呢？
对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构和熔沸点的数据，晶体的熔沸点与哪些因素有关？
元素 3Li(锂) 11Na(钠) 19K(钾) 12Mg 13Al
离子半径/pm 76 102 138 72 53.5
价电子数 1 1 1 2 3
熔点/℃ 180.5 97.72 63.65 651 660
沸点/℃ 1347 883 759 1107 2324
Li-K：价电子数相同，离子半径逐渐增大，
金属键作用减弱，则熔沸点降低。
Na-Mg-Al:
离子半径依次减小，价电子数增多，金属键增强。
金属键
注：
金属键
①金属键没有饱和性和方向性②金属键的强弱主要取决于金属元素原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。③金属键越强，晶体的熔、沸点越高。④金属键越强，晶体的硬度越大。
【即学即练1】
1．下列关于金属键的叙述中不正确的是(　　)
A．金属键是金属阳离子和“自由电子”这两种带异性电荷的微粒间强烈的相互作用
B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性
C．金属键是金属阳离子和“自由电子”间的相互作用，金属键无饱和性和方向性
D．构成金属键的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动
√
【即学即练1】
2．金属键的实质是
A．金属阳离子和自由电子之间的相互排斥
B．阴、阳离子之间的相互作用
C．金属阳离子和自由电子之间的相互吸引
D．金属阳离子和自由电子之间的相互作用
√
PART 02
金属晶体
金属晶体
1．通过金属阳离子与 之间的较强作用形成的单质晶体，是原子间通过 形成的一类晶体，叫做金属晶体。金属晶体常温下除 外都是固体。
自由电子
金属键
汞
晶胞特征：层状紧密堆积
构成微粒：
金属阳离子、电子
微粒间作用力：
金属键
金属
合金
延展性
外力
层状紧密堆积
各原子层就会发生相对滑动
金属晶体中由于金属离子和自由电子间的相互作用没有方向性,和原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
电子气起到润滑剂作用
金属晶体
根据“电子气理论”解析金属的通性
延性：抽成细丝
展性：压成薄片
家里有一两黄金的同学有福了！因为延展性最好的金属是金，一两黄金，
压成金箔可覆盖两个半篮球场。
等等…
两个半，篮球……
外加电场
导电性
电子气的运动：无序
自由电子定向运动形成电流
根据“电子气理论”解析金属的通性
金属的电导率随温度升高而降低
金属晶体
金属能导电，电解质也能导电，那两者的导电原理一样吗？
易错精析
金属导电与电解质溶液导电的不同：金属导电的微粒是电子，离子晶体熔融状态下或溶于水后导电的微粒是阳离子和阴离子；金属导电过程不生成新物质，属物理变化，而电解质导电的同时要在阴、阳两极生成新物质，属于化学变化（电解），故两者导电的本质是不同的。
导热性
自由电子在受热后，加快了运动速度，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量，使得金属具有导热性。
金属晶体
根据“电子气理论”解析金属的通性
金属光泽
自由电子可吸收所有频率的光，很快释放出去，绝大多数块状金属具有光泽。某些金属因易吸收某些频率光而呈特殊颜色。
金属晶体
根据“电子气理论”解析金属的通性
金属晶体
2．用电子气理论解释金属的物理性质
（1）延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生 ，但原来的 不变，弥漫在金属原子间的 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。
（2）导电性： 在外加电场的作用下， 金属晶体中的自由电子做 而形成电流，呈现良好的导电性。
（3）导热性：电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁 ，从而引起两者能量的交换。
相对滑动
排列方式
电子气
定向移动
碰撞
注：
金属晶体
①温度越高，金属的导电能力越弱。②合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。
加热时，金属离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，造成金属的电阻随温度升高增大。
金属晶体的性质及变化规律
金属晶体除了具有良好的导电性、导热性和延展性其熔、沸点变化规律为：金属键越强，熔、沸点越高。具体表现如下：
①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。
②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。
③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。
④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。
【即学即练2】
1．下列关于金属晶体的叙述正确的是
A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释
B．固态和熔融时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体
C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高
D．温度越高，金属的导电性越好
√
【即学即练2】
2．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是
A．金属镁的熔点大于金属铝
B．碱金属的熔点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属钙的硬度小于金属钡
√
“电子气理论”对金属性质的详细解释
1．金属的导电性
在金属晶体中，充满着带负电荷的“电子气”，“电子气”的运动是没有方向的，但在外加电场的作用下“电子气”会发生定向移动，从而形成电流，所以金属容易导电，如图所示：
“电子气理论”对金属性质的详细解释
2．金属的导热性
金属容易导热，是由于“电子气”中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。
“电子气理论”对金属性质的详细解释
3．金属的延展性
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，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，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下发生形变，也不易断裂，因此，金属都有良好的延展性。如图所示：
“电子气理论”对金属性质的详细解释
4．金属晶体中有金属阳离子和自由电子，两者间的强烈相互作用形成金属键，金属键无方向性和饱和性，这些特点决定了金属晶体的物理性质，如导电性、导热性和延展性等。
5．在不通电的情况下，金属晶体中的自由电子在整块金属中做无规则运动。在外加电场作用下，自由电子发生定向移动，形成电流。但金属阳离子只在一定范围内振动，而不会自由移动，温度升高，碰撞次数增多，电阻增大，金属导电能力变弱，这与电解质溶液导电是有区别的。