2024-2025学年高中化学3.1金属键金属晶体第1课时教案苏教版选择性必修2

3.1金属键 金属晶体(第1课时)一、核心素养发展目标1.了解金属键的概念、理解金属键的本质和特征；2.能利用金属键理论说明金属单质的性质。二、教学重点及难点重点金属键的概念、本质和特征难点金属单质的性质三、教学方法讲授法、探讨法四、教学工具PPT、视频五、教学过程【导入】金属的应用图片。【讲解并描述】在人们已知的110多种元素中，金属元素约占80%。金属是人类文明进程中作用最大、运用时间最长的物质。在常温下，金属单质有许多共同的物理性质，如具有金属光泽，能导电、传热，具有确定的延展性等，金属的这些共性都是由金属晶体中的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的。【展示】金属中电子运动的动画【讲解并描述】除汞等少数金属外，大多数金属单质具有较高的熔点，说明金属晶体中存在着猛烈的相互作用。金属具有导电性，是因为金属晶体中存在着能够自由移动的电子。【展示】金属晶体中的金属键示意图【讲解并描述】金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着猛烈的相互作用，化学上把这种金属离子与自由电子之间猛烈的相互作用称为金属键。【问】金属键成键微粒是什么？【生】金属阳离子、自由电子【问】金属键成键本质是什么？【生】金属阳离子与自由电子之间的猛烈的静电作用【讲解并描述】电子气理论：由于金属原子的最外层电子数较少,简洁失去电子成为金属离子,金属原子释放出的价电子不特地属于某个特定的金属离子,而为许多金属离子所共有,并在整个金属中自由运动,这些电子又称为自由电子。金属脱落下来的价电子几乎匀整分布在整个晶体中，像遍布整块金属的“电子气”，从而把全部金属原子维系在一起。【问】金属键有方向性和饱和性吗？【生】金属键无方向性和饱和性，成键电子可以在金属中自由流淌二、金属特性导电性【展示】金属导电的微观动画【讲解并描述】通常状况下，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，所以金属具有导电性。【问】思索：金属的导电性和电解质的导电性有何不同？【展示】金属的导电性和电解质的导电性对比表格导热性【讲解并描述】当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子与金属离子（或金属原子）的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子（或金属原子）。金属的导热性就是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，从而使整块金属达到同样的温度。延展性【展示】金属受力形变过程【讲解并描述】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，各层金属原子之间照旧保持金属键的作用。因此，在确定强度的外力作用下，金属可以发生形变，表现出良好的延展性。金属光泽【展示】铁块、镁条、铜片、铁粉、镁粉、铜粉图片。【问】思索：金属的光泽铁块、镁条、铜片具有我们常说的金属光泽，但铁粉、镁粉、铜粉分别为黑色、灰白色和红色粉末，没有金属光泽。这是为什么呢？【生】状态不同。【讲解并描述】金属中的自由电子简洁吸取可见光的能量跃迁到较高能级，在返回原能级时以光的形式放出能量。铁、镁能吸取各种波长的可见光，吸取后又把它们几乎全部反射出去，所以呈钢灰色或银白色光泽。金属对某种波长的光吸取程度较大，该金属就呈现与其对应的某种颜色。如金属铜简洁吸取绿色光，即呈现出对应的紫红色。金属粉末往往没有金属光泽，这是因为在粉末状时，金属的晶面分布在各个方向，特殊杂乱，晶格排列也不规则，吸取可见光后辐射不出去，所以失去光泽。【展示】锂钠钾铷铯的熔点数据【问】思索：金属的熔点和硬度差别很大，和什么因素有关？【生】金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关。【讲解并描述】金属的原子化热：指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸取的能量。可用来衡量金属键的强弱。【展示】部分金属的原子半径、原子化热和熔点【问】金属键强弱的主要影响因素有哪些？【生】1、金属元素的原子半径，金属元素的原子半径越小，金属键越强。2、单位体积内自由电子的数目，单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。【讲解并描述】金属元素的原子半径也可表述为：金属阳离子半径的大小单位体积内自由电子的数目也可表述为：金属阳离子所带电荷或价电子数【问】思索：同周期、同主族的金属的熔、沸点有什么规律？【生】同周期金属单质，从左到右，熔、沸点依次上升。如：Na、Mg、Al；同主族金属单质，从上至下，熔、沸点依次降低。如碱金属Li、Na、K等；【讲解并描述】一般状况下，合金的熔、沸点比各成分金属都低。【展示】合金图片三、合金【讲解并描述】一种金属与另一种或几种金属（或非金属）的融合体。在科学技术日新月异的今日，各种功能合金更是层出不穷，如防腐性能优异的不锈钢、储氢材料LaNi5合金、形态记忆合金、高强度的锰钢、高磁性的硅钢、航空材料钛合金等。【问】思索：金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变更?【展示】钢铁的微观图【生】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细小而坚硬的沙土或碎石一样，会使金属的延展性和硬度发生变更。【讲解并描述】一般状况下，合金的延展性和硬度比各成分金属都大。【课堂小结】师生一起回顾和总结。金属键成键微粒、本质、特征金属特性导电性、导热性、延展性、金属光泽【课堂练习】1.下列关于金属键的叙述不正确的是()A.金属键是金属阳离子和自由电子间的猛烈相互作用,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猛烈的相互作用,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,故金属键无方向性和饱和性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答案：B2.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取并放出可见光答案：B3.要使金属晶体熔化必需破坏其中的金属键。金属