3.3.1金属晶体 课件 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体你能归纳出金属的物理性质吗?你知道金属为什么具有这些物理性质吗？金属通常都具有金属光泽，有良好的导热性、导电性和延展性。在金属晶体中，原子间以金属键相互结合。能说出金属键的特征和实质。2.能运用金属晶体模型，从微观视角解释金属晶体的宏观性质。1.运用“宏微结合”的化学观、认识晶体的分类依据、构成粒子及粒子间的相互作用等。（宏观辨识与微观探析）2.通过建立模型解决金属晶体的相关问题。（证据推理与模型认知）

体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂金属具有较为规则的几何外形，是一种晶体，我们称其为金属晶体。思考：金属晶体中的原子是通过什么作用结合在一起的？1、金属键（2）组成粒子：金属阳离子和自由电子（3）粒子间的作用力：

金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用（1）金属键：通过金属键作用形成的单质晶体金属键（4）金属晶体：金属键既没有方向性，也没有饱和性，金属单质和合金都属于金属晶体金属键的本质是什么呢？1.电子气理论：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金属晶体的电子气理论示意图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电子定向移动通电导电电子运动没有固定方向未通电电子气理论解释金属的性质---导电性不同的金属导电能力不同，导电性最强的三种金属是：Ag、Cu、Al晶体类型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导电能力随温度的变化水溶液或熔融状态下晶体状态自由移动的离子自由电子思考：电解质在熔化状态或溶于水导电，这与金属导电的本质是否相同？化学变化物理变化增强减弱加热自由电子与金属原子高速碰撞能量被传导高温区电子气理论解释金属的性质---导热性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起到润滑剂的作用电子气理论解释金属的性质---延展性自由电子+金属离子错位++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

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电子气理论解释金属的性质---光泽性金属NaMgAlCr原子外围电子排布3s13s23s23p13d54s1原子半径/pm186160143.1124.9原子化热/kJ·mol－1108.4146.4326.4397.5熔点/℃97.565066019002.影响金属键强弱的因素：注：金属的熔点硬度和金属键的强弱有关，金属键的强弱又可以用原子化热来衡量。原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。部分金属的原子半径、原子化热和熔点思考：影响金属键强弱的因素都有什么？（1）金属元素的原子半径（2）单位体积内自由电子的数目金属键的原子半径越小，单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。金属键的强弱离子半径越小所带电荷越多金属键越强熔沸点越高硬度越大【思考】1.如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体，把他们放置在二维平面上,有几种方式?【思考】2.上述两种方式中,与一个原子紧邻的原子数(配位数)分别是多少?哪一种放置方式对空间的利用率较高?行列对齐四球一空行列相错三球一空

(最紧密排列)密置层(非最紧密排列)非密置层【知识拓展】金属晶体的原子堆积模型：二维平面上金属原子紧密排列的两种方式非密置层放置密置层放置1122334456配位数：4配位数：6【思考交流】对于非密置层在三维空间有几种堆积方式?（1）第二层小球的球心正对着第一层小球的球心（2）第二层小球的球心正对着第一层小球形成的空穴简单立方晶胞（1）简单立方堆积

金属钋Po三维空间里非密置层的金属原子的堆积方式①简单立方堆积配位数：12341234566同层4，上下层各1②简单立方堆积金属原子半径r与正方体边长a

的关系：aaaaa=2r体心立方晶胞（2）体心立方堆积钾型（Na、K、Fe）三维空间里非密置层的金属原子的堆积方式①体心立方堆积配位数：812345678上下层各4②体心立方堆积金属原子半径r与正方体边长

a的关系：aaaab=4rb=

注：b为晶胞体对角线

三维空间里密置层的金属原子的堆积方式（1）ABAB…堆积方式（2）ABCABC…堆积方式前视图ABABA（1）ABAB…堆积方式123456三维空间里密置层的金属原子的堆积方式第三层小球的球心对准第一层的小球的球心。每两层形成一个周期地紧密堆积。（1）ABAB…堆积方式——六方最密堆积镁型（Mg、Zn、Ti）三维空间里密置层的金属原子的堆积方式12345678910111212①六方最密堆积配位数：123456同层6，上下层各3②六方最密堆积金属原子的半径

r与六棱柱的边长a、高h

的关系：a=2rahh=a3=r3

（2）ABCABC…堆积方式三维空间里密置层的金属原子的堆积方式第三层小球对准第一层小球空穴的2、4、6位。第四层同第一层。每三层形成一个周期地紧密堆积。123456123456ABABCA123456前视图C俯视图（2）ABCABC…堆积方式ABABCA123456前视图CABC（2）ABCABC…堆积方式——

面心立方最密堆积

铜型（Cu、Ag、Au）三维空间里密置层的金属原子的堆积方式12345678910111212①面心立方最密堆积配位数：同层6，上下层各3ABC②面心立方最密堆积金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：

aaaaa堆积模型典型代表晶胞配位数a与原子半径r的关系简单立方堆积Po6a=2r体心立方堆积K、Na、Fe8六方最密堆积Mg、Zn、Ti12

a=2r面心立方最密堆积Cu、Ag、Au12h=r3

【小结】

金属晶体构成微粒微粒间的作用金属阳离子和自由电子金属键决定熔沸点高低物理特性延展导电导热自由电子1、下列有关金属键的叙述错误的是(

)A.金属键不同于共价键，没有饱和性和方向性B.金属键中的电子属于整块金属，具有流动性C.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D.金属的导电性、导热性和延展性都与金属键有关提示：金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用，包括静电引力和静电斥力。金属键影响物质的物理性质，如导电性、导热性和延展性等。CD2、下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是（）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3、金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是（）A.LiNaKB.NaMgAlC.LiBeMgD.LiNaMgB4、要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔点高低和硬度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.金属镁的熔点高于金属铝B.碱金属单质的熔点从Li到C