高中化学金属晶体新人教版选修省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、3.3金属晶体第1页教学目标教学目标v知识与能力知识与能力v1、了解金属性质和形成原因v2、掌握金属键本质“电子气理论”v3、能用电子气理论和金属晶体相关知识解释金属性质v4、掌握金属晶体四种原子堆积模型教学重点:教学重点:金属含有共同物理性质解释。金属晶体内原子空间排列方式。金属晶体内原子空间排列方式。教学难点:教学难点:金属键和电子气理论。金属晶体内原子空间排列方式第2页TiTi金属样品金属样品第3页1 1、金属键定义:金属离子和自由电子之、金属键定义:金属离子和自由电子之间强烈相互作用,叫金属键。间强烈相互作用,叫金属键。(1 1)金属键成键微粒是金属阳离子和自)金属键成键微粒是金属阳离
2、子和自由电子。由电子。(2 2)金属键存在于金属单质和合金中。)金属键存在于金属单质和合金中。(3 3)金属键没有方向性也没有饱和性。)金属键没有方向性也没有饱和性。一、金属结构一、金属结构第4页2 2、金属晶体定义:经过金属、金属晶体定义:经过金属离子与自离子与自由电子之间由电子之间较强相互作用形成晶体。较强相互作用形成晶体。(1 1)在晶体中,不存在单个分子)在晶体中,不存在单个分子(2 2)金属阳离子被自由电子所包围。)金属阳离子被自由电子所包围。第5页金属晶体金属原子自由电子第6页3 3、电子气理论:经典金属键理论叫做、电子气理论:经典金属键理论叫做“电电子气理论子气理论”。它把金属键
3、形象地描绘成从金。它把金属键形象地描绘成从金属原子上属原子上“脱落脱落”下来大量自由电子形成可下来大量自由电子形成可与气体相比拟带负电与气体相比拟带负电“电子气电子气”,金属原子,金属原子则则“浸泡浸泡”在在“电子气电子气”“海洋海洋”之中。之中。二、二、金属共同物理性质金属共同物理性质轻易导电、导热、有延展性、有金属光泽轻易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。等。第7页【讨论讨论1 1】金属为何易导电?金属为何易导电?在金属晶体中,存在着许多自由电子,这些自由在金属晶体中,存在着许多自由电子,这些自由电子运动是没有一定方向,但在外加电场条件下电子运动是没有一定方向,但在外加电场条件下自由自由
4、电子电子就会就会发生定向运动发生定向运动,因而形成电流,所以金属轻,因而形成电流,所以金属轻易导电。易导电。晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体 v导电时状态导电粒子导电粒子水溶液或水溶液或熔融状态下熔融状态下晶体状态晶体状态自由移动离子自由移动离子自由电子自由电子比较离子晶体、金属晶体导电区分:比较离子晶体、金属晶体导电区分:三、金属晶体结构与金属性质内在联络三、金属晶体结构与金属性质内在联络1、金属晶体结构与金属导电性关系、金属晶体结构与金属导电性关系第8页【讨论讨论2 2】金属为何易导热?金属为何易导热?自由电子在运动时经常与金属离子碰撞,自由电子在运动时经常与金属离子碰撞,
5、引发二者能量交换。当金属某部分受热时,那引发二者能量交换。当金属某部分受热时,那个区域里自由电子能量增加,运动速度加紧,个区域里自由电子能量增加,运动速度加紧,经过碰撞,把能量传给金属离子。经过碰撞,把能量传给金属离子。金属轻易导热,是因为金属轻易导热,是因为自由电子运动时与自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高部分传到温度低金属离子碰撞把能量从温度高部分传到温度低部分部分,从而使整块金属到达相同温度。,从而使整块金属到达相同温度。2、金属晶体结构与金属导热性关系、金属晶体结构与金属导热性关系第9页【讨论讨论3 3】金属为何含有很好延展性?金属为何含有很好延展性?原子晶体受外力作用时,原子
6、间位移必定原子晶体受外力作用时,原子间位移必定造成共价键断裂,因而难以锻压成型,无延造成共价键断裂,因而难以锻压成型,无延展性。而金属晶体中因为金属离子与自由电展性。而金属晶体中因为金属离子与自由电子间相互作用没有方向性,各原子层之间发子间相互作用没有方向性,各原子层之间发生相对滑动以后,仍可保持这种相互作用,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,发生形变也不易断因而即使在外力作用下,发生形变也不易断裂。裂。3、金属晶体结构与金属延展性关系、金属晶体结构与金属延展性关系第10页4、金属晶体结构含有金属光泽和颜色、金属晶体结构含有金属光泽和颜色v因为自由电子可因为自由电子可
7、吸收全部频率光吸收全部频率光,然后很快,然后很快释释放出各种频率光放出各种频率光,所以绝大多数金属含有,所以绝大多数金属含有银白色或钢灰色光泽。而一些金属(如铜、银白色或钢灰色光泽。而一些金属(如铜、金、铯、铅等)因为金、铯、铅等)因为较易吸收一些频率光而较易吸收一些频率光而展现较为特殊颜色展现较为特殊颜色。v当金属成粉末状时,金属晶体当金属成粉末状时,金属晶体晶面取向杂乱、晶面取向杂乱、晶格排列不规则晶格排列不规则,吸收可见光后辐射不出去,吸收可见光后辐射不出去,所以成黑色。所以成黑色。第11页【总结】金属晶体结构与性质关系导电性导电性导热性导热性延展性延展性金属离金属离子和自子和自由电子由
8、电子v自由电子在外加电场作用下发生定向移动自由电子自由电子与金属离与金属离子碰撞传子碰撞传递热量递热量晶体中各晶体中各原子层相原子层相对滑动仍对滑动仍保持相互保持相互作用作用第12页5 5、影响金属键强弱原因:、影响金属键强弱原因:金属阳离子所带电荷越多、金属阳离子所带电荷越多、离子半径越小,金属键越强。离子半径越小,金属键越强。普通情况下,金属晶体熔点由金属键强弱普通情况下,金属晶体熔点由金属键强弱决定决定金属阳离子半径越小,所带电荷越多,金属阳离子半径越小,所带电荷越多,自由电子越多,自由电子越多,金属键越强,熔点就对应越高,金属键越强,熔点就对应越高,硬度也越大硬度也越大第13页【思索思
9、索4】已知碱金属元素熔沸点随原子序数增大已知碱金属元素熔沸点随原子序数增大而递减,试用金属键理论加以解释。而递减,试用金属键理论加以解释。同主族元素价电子数相同(阳离子所带电荷数同主族元素价电子数相同(阳离子所带电荷数相同),从上到下,原子(离子)半径依次增相同),从上到下,原子(离子)半径依次增大,则单质中所形成金属键依次减弱,故碱金大,则单质中所形成金属键依次减弱,故碱金属元素熔沸点随原子序数增大而递减属元素熔沸点随原子序数增大而递减。【思索思索5】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度大小。大小。同周期元素,从左到右,价电子数依次增大,同周期元素,从左到
10、右,价电子数依次增大,原子(离子)半径依次减弱,则单质中所形成原子(离子)半径依次减弱,则单质中所形成金属键依次增强,故钠、镁、铝三种金属熔沸金属键依次增强,故钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度大小次序是:钠镁铝点和硬度大小次序是:钠镁铝。第14页资料资料金属之最金属之最熔点最低金属是熔点最低金属是-汞汞 -38.87熔点最高金属是熔点最高金属是-钨钨 3410密度最小金属是密度最小金属是-锂锂 0.53g/cm3密度最大金属是密度最大金属是-锇锇 22.57g/cm3硬度最小金属是硬度最小金属是-铯铯 0.2硬度最大金属是硬度最大金属是-铬铬 9.0最活泼金属是最活泼金属是-铯铯最稳定金属是最稳
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