金屬鍵,金屬的物理性質

1、 復習回顧復習回顧:1.金屬共同的物理性質金屬共同的物理性質容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬為什么具有這些共同性質呢金屬為什么具有這些共同性質呢? ?2.金屬的結構金屬的結構 構成金屬晶體的粒子有哪些？構成金屬晶體的粒子有哪些？組成粒子：組成粒子： 金屬陽離子和自由電子金屬陽離子和自由電子“有陽離子而無陰離子有陽離子而無陰離子”是金屬獨有的特性。是金屬獨有的特性。金屬單質中不存在金屬單質中不存在單個分子或原子。單個分子或原子。金金 屬屬 晶晶 體體學習目標學習目標:1.知道金屬鍵的含義知道金屬鍵的含義2.能用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質能用金

2、屬鍵理論解釋金屬的物理性質3.初步了解原子在二維空間、三維空間的排列方式初步了解原子在二維空間、三維空間的排列方式一一.“.“電子氣理論電子氣理論”( (自由電子理論自由電子理論) ) 金屬原子脫落來的價電子形成遍布整個晶體的金屬原子脫落來的價電子形成遍布整個晶體的“電子氣電子氣”, ,被所有原子所共用，從而把所有的原被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。子維系在一起。金屬晶體：金屬晶體：通過金屬鍵作用形成的單質晶體通過金屬鍵作用形成的單質晶體熔化時破壞的作用力：熔化時破壞的作用力：金屬鍵金屬鍵注意注意:1.常溫下，絕大多數(shù)金屬單質和合金都是金屬晶體，常溫下，絕大多數(shù)金屬單質和合金都是

3、金屬晶體，但汞除外，因汞在常溫下呈液態(tài)。金屬晶體的熔但汞除外，因汞在常溫下呈液態(tài)。金屬晶體的熔沸點差別較大。沸點差別較大。2.金屬鍵強弱判斷金屬鍵強弱判斷:陽離子所帶電荷多、半徑小陽離子所帶電荷多、半徑小 ,金金屬鍵強，熔沸點高屬鍵強，熔沸點高,硬度越大。硬度越大。金屬鍵強弱判斷金屬鍵強弱判斷: : 陽離子帶電荷多、半徑小，自陽離子帶電荷多、半徑小，自由電子越多金屬鍵強，熔沸點高，硬度大。由電子越多金屬鍵強，熔沸點高，硬度大。如：如：K Na Mg Al K Na Mg Al Li Na K Rb Cs Li Na K Rb Cs如：如：同一周期從左到右，金屬原子半徑越來越小，同一周期從左到右

4、，金屬原子半徑越來越小，自由電子數(shù)增加，故熔點越來越高，硬度越來越自由電子數(shù)增加，故熔點越來越高，硬度越來越大；大； 同一主族從上到下，金屬原子半徑越來越大，同一主族從上到下，金屬原子半徑越來越大，自由電子數(shù)相同，故熔點越來越低，硬度越來越自由電子數(shù)相同，故熔點越來越低，硬度越來越小。小。合金的熔沸點一般低于各成分金屬的熔沸點。合金的熔沸點一般低于各成分金屬的熔沸點。如生鐵如生鐵 純鐵。純鐵。如如;Na;Na、K K常溫均為固體，但是二者組成的合金常溫均為固體，但是二者組成的合金為液體。為液體。熔點最低的金屬：汞（常溫時成液態(tài)）熔點最低的金屬：汞（常溫時成液態(tài)）熔點很高的金屬：鎢（熔點很高的金

5、屬：鎢（34103410）鐵的熔點：鐵的熔點： 1535 1535 1 1、下列敘述正確的是（、下列敘述正確的是（ ）A.A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子B B原子晶體中只含有共價鍵原子晶體中只含有共價鍵 C.C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價鍵 D D分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學鍵他化學鍵 B思考：為什么堿金屬單質的熔沸點從上到下逐漸思考：為什么堿金屬單質的熔沸點從上到下逐漸降低，而鹵素單質的熔沸點從上到下卻升高？降低，而鹵素單質的熔沸點從上到下卻

6、升高？ 堿金屬是金屬晶體堿金屬是金屬晶體,熔點看金屬鍵的強弱熔點看金屬鍵的強弱,金屬離金屬離子半徑小，所帶電荷多，金屬鍵強，熔點就越高。子半徑小，所帶電荷多，金屬鍵強，熔點就越高。 鹵素單質是分子晶體鹵素單質是分子晶體,熔點高低看分子間作用力的熔點高低看分子間作用力的強弱強弱,對組成和結構相似的物質對組成和結構相似的物質,相對分子質量越大，相對分子質量越大，分子間作用力強，熔點就越高。分子間作用力強，熔點就越高。 【討論討論1 1】 金屬為什么易導電？金屬為什么易導電？ 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場

7、的條件電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下下自由電子自由電子就會就會發(fā)生定向運動發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以，因而形成電流，所以金屬容易導電。金屬容易導電。晶體類型晶體類型離子晶體離子晶體金屬晶體金屬晶體 導電時的狀態(tài)導電時的狀態(tài)導電粒子導電粒子水溶液或水溶液或熔融狀態(tài)下熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)晶體狀態(tài)自由移動的離子自由移動的離子自由電子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導電的區(qū)別：比較離子晶體、金屬晶體導電的區(qū)別：二、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯(lián)系二、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯(lián)系1、金屬晶體結構與金屬導電性的關系、金屬晶體結構與金屬導電性的關系【討論討論2 2】金屬為什么易導

8、熱？金屬為什么易導熱？ 自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區(qū)兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區(qū)域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。碰撞，把能量傳給金屬離子。 金屬容易導熱，是由于金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與金屬自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。從而使整塊金屬達到相同的溫度。2 2、金屬晶體結構與金屬導熱性的關系、金

9、屬晶體結構與金屬導熱性的關系【討論討論3 3】金屬為什么具有較好的延展性？金屬為什么具有較好的延展性？ 原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導原子晶體受外力作用時，原子間的位移必然導致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。用下，發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體結構與金屬延

10、展性的關系、金屬晶體結構與金屬延展性的關系金屬的延展性金屬的延展性自由電子自由電子+金屬離子金屬離子金屬原子金屬原子位錯位錯+ + + + + + +相對滑動相對滑動三、原子在二維空間和三維空間的排列方式三、原子在二維空間和三維空間的排列方式非密置層非密置層 密置層密置層二維空間中二維空間中密置層中，每個原子最近的原子有幾個？密置層中，每個原子最近的原子有幾個？非密置層中，每個原子最近的原子有幾個？非密置層中，每個原子最近的原子有幾個？ 4個個6個個1 1、簡單立方堆積：、簡單立方堆積：三維空間中：三維空間中：此種堆積形成的晶胞是立方體，空間利用率此種堆積形成的晶胞是立方體，空間利用率52%5

11、2%（太低）（太低）一個原子與其等距離且最近的原子有幾個？一個原子與其等距離且最近的原子有幾個？6 6個個配位數(shù)配位數(shù)-6-6. 體心立方堆積（鉀型）體心立方堆積（鉀型）晶胞內原子數(shù)：晶胞內原子數(shù)：配位數(shù)：配位數(shù)：空間利用率：空間利用率：6882體心立方晶胞體心立方晶胞六方堆積：六方堆積：六方晶胞六方晶胞晶胞內原子數(shù)：晶胞內原子數(shù)：配位數(shù)：配位數(shù)：空間利用率：空間利用率：74122 ABC ABC 形式的堆積：是面心立方堆積。形式的堆積：是面心立方堆積?？臻g利用率高為空間利用率高為74 。兩個密置層密置堆積三個密置層密置堆積六方堆積六方堆積面心立方面心立方堆積堆積簡單立方堆積簡單立方堆積配位數(shù)

12、配位數(shù) = 6空間利用率空間利用率 = 52.4% 體心立方堆積體心立方堆積 體心立方晶胞體心立方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 8空間利用率空間利用率 = 68% 六方堆積六方堆積 六方晶胞六方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 12空間利用率空間利用率 = 74.%面心立方堆積面心立方堆積面心立方晶胞面心立方晶胞配位數(shù)配位數(shù) = 12空間利用率空間利用率 = 74%堆積方式及性質小結堆積方式及性質小結課后練習：課后練習：15CABDB；610CDCBA；1112CB；13.答案：答案： Li、Be、Na、Mg、Al; H2、He、N2、O2、F2、Ne、P4、S、Cl2、Ar; C、Si、B14(1)自由電子在電場作用下定向移動自由電子在電場作用下定向移動(2)自由電子碰撞金屬離子而將能量傳給金屬離子自由電子碰撞金屬離子而將能量傳給金屬離子(3)相對滑動相對滑動 較強烈的相互作用較強烈的相互作用(金屬鍵金屬鍵)15.它們都是金屬晶體，且金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同，它們都是金屬晶體，且金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同，但半徑依次增大，金屬陽離子半徑越大，金屬鍵越強，但半徑依次增大，金屬陽離子半徑越大，金屬鍵越強，因此堿金屬單質自上而下熔點依次減小。因此堿金屬單質自上而下熔點依次減小。16金屬