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《金属晶体与离子晶体》第一课时
教学设计
课题
《金属晶体与离子晶体》
单元
3
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了晶体结构与性质，内容比较丰富。第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第三章《晶体结构与性质》第三节《金属晶体与离子晶体》第一课时。
本节安排了“金属键与金属晶体”这部分内容。学生通过学习这部分知识，能了解金属键的本质，能用“电子气理论”解释金属的物理性质。能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用，并解释金属的物理性质。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用。
证据推理与模型认知：能利用“电子气理论”解释金属的物理性质。
重点
难点
金属键与金属晶体
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
旧知回顾：
分子晶体：干冰
构成微粒：分子
微粒间作用力：分子间作用力
原子晶体：金刚石
构成微粒：原子
微粒间作用力：共价键
思考：金属有哪些物理性质？
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
为什么金属能够导电、导热、有延展性、有金属光泽？
什么作用力使金属保持固定的形状？
思考
通过思考，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第三节
金属晶体与离子晶体
第一课时
金属键和金属晶体
一、金属键和金属晶体
1.定义
金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体。
2.构成微粒
金属阳离子和自由电子。
3.微粒间作用
金属键。
【过渡】金属的结构就好像很多硬求一层一层很紧密地堆积，每一个金属原子的周围有较多相同的原子围绕着。在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合。那么金属键的本质是什么呢？
描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该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”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。
金属键无饱和性和方向性。
4.金属的导电性
电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性。
不同金属导电能力不同，导电性较强的三种金属是
Ag、Cu、Al
金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。
5.金属的导热性
电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。
6.金属的延展性
电子气理论还可以用来解释金属材料良好的延展性。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，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。
7.金属的光泽性
金属晶体对辐射具有良好的反射性能，金属中自由电子可以吸收波长极广的光，并重新反射出来。
金属晶体不透明且有金属光泽。
思考：金属晶体有导电性，能导电的物质都属于金属晶体吗？
不一定。常温下金属汞也能导电NaCl
溶液、熔融态
NaCl石墨、聚乙炔等也能导电以上物质都不属于金属晶体。
思考：金属导电与电解质导电有什么不同？
思考：合金的硬度一般比成分金属大，你知道其中的原因吗？
当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的沙土或碎石一样，会使这种金属的延展性和硬度发生改变。
思考：
钠：熔点较低、硬度较小
钨：熔点最高
铬：硬度最大
【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(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( )
答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√
2.下列叙述正确的是( )
A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子
B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用
C．价电子数越多，金属元素的金属性越强
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
解析:选D。金属晶体中虽存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子之间的相互作用，B错误；价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO2-是阴离子，D正确。
3.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，其实质与离子键类似，也是一种电性作用
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
解析:选B。从构成物质的基本微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属中的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。
4.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键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．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
?
答案：C
5.试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
答案：Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
思考
认真思考
能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用。
能利用“电子气理论”解释金属的物理性质。
检测反馈
课堂小结
一、金属键与金属晶体
板书
一、金属键与金属晶体
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共27张PPT)
第三章
晶体结构与性质
第三节
金属晶体与离子晶体
第一课时
金属晶体
新课讲解
课程学习目标
了解金属键的本质，能用“电子气理论”解释金属的物理性质。
1
能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用。
2
新课讲解
导入
回忆：
构成微粒：分子
微粒间作用力：分子间作用力
分子晶体：
干冰
原子晶体：
金刚石
构成微粒：原子
微粒间作用力：共价键
导入
丰富多彩的金属
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
思考：金属有哪些物理性质？
为什么金属能够导电、导热、有延展性、有金属光泽？
什么作用力使金属保持固定的形状？
导入
新课讲解
一、金属键与金属晶体
1.定义
金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体。
2.构成微粒
金属阳离子和自由电子。
3.微粒间作用
金属键。
新课讲解
金属的结构就好像很多硬求一层一层很紧密地堆积，每一个金属原子的周围有较多相同的原子围绕着。在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合。那么金属键的本质是什么呢？
描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该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”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。
一、金属键与金属晶体
新课讲解
金属晶体的电子气理论示意图
价电子脱落
遍布整块晶体的“电子气”
价电子被所有原子共用
金属键
“巨分子”
没有饱和性和方向性
一、金属键与金属晶体
新课讲解
一、金属键与金属晶体
金属键无饱和性和方向性
铜晶体
水果的密堆积
金属晶体可以看作
X
射线衍射实验充分验证了这些事实
等径圆球
在三维空间堆积而成
新课讲解
一、金属键与金属晶体
电子定向移动
通电
导电
电子运动没有固定方向
未通电
导电性
电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性。
新课讲解
一、金属键与金属晶体
不同金属导电能力不同，导电性较强的三种金属是
Ag、Cu、Al
Ag
Cu
Al
金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。
新课讲解
一、金属键与金属晶体
从一点加热
自由电子与金属原子高速碰撞
能量被传导
加热点
低温区
高温区
导热性
新课讲解
一、金属键与金属晶体
自由电子与金属原子
频繁碰撞
加热
金属的电导率下降
电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。
新课讲解
一、金属键与金属晶体
外力
电子起到润滑剂的作用
各原子层发生相对滑动
电子气理论还可以用来解释金属材料良好的延展性。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，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。
新课讲解
一、金属键与金属晶体
光泽性
金属晶体对辐射具有良好的反射性能，金属中自由电子可以吸收波长极广的光，并重新反射出来。
金属晶体
不透明
且有金属光泽
新课讲解
一、金属键与金属晶体
思考：金属晶体有导电性，能导电的物质都属于金属晶体吗？
不一定
常温下金属汞也能导电
NaCl
溶液、熔融态
NaCl
石墨、聚乙炔等也能导电
以上物质都不属于金属晶体
新课讲解
一、金属键与金属晶体
思考：金属导电与电解质导电有什么不同？
类别
电解质
金属晶体
导电时的状态
导电粒子
导电时发生的变化
水溶液或
熔融状态下
晶体状态
化学变化
物理变化
自由移动的离子
自由电子
新课讲解
一、金属键与金属晶体
思考：合金的硬度一般比成分金属大，你知道其中的原因吗？
当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的沙土或碎石一样，会使这种金属的延展性和硬度发生改变。
新课讲解
一、金属键与金属晶体
思考：
钠：熔点较低、硬度较小
钨：熔点最高
铬：硬度最大
金属键
的强弱
离子半径越小
电荷越多
金属键
越强
熔沸点越高
硬度越大
(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( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
×
×
课堂练习
×
×
√
×
课堂练习
2.下列叙述正确的是( )
A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子
B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用
C．价电子数越多，金属元素的金属性越强
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
解析:金属晶体中虽存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子之间的相互作用，B错误；价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO2-是阴离子，D正确。
D
课堂练习
3.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，其实质与离子键类似，也是一种电性作用
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
解析:从构成物质的基本微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属中的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。
B
课堂练习
4.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键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．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
?
C
课堂练习
5.试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
课堂小结
一、金属键与金属晶体
金属晶体
结构粒子
粒子间相互作用力
金属阳离子与自由电子
金属键
导电性
金属光泽
导热性
延展性
谢谢
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