化学：3.1.1《金属键与金属晶体》课件(苏教版选修3)

第一单元

金属键 金属晶体第一课时

金属键与金属特性

金属元素在周期表中的位置及原子结构特征

已学过的金属知识

1.金属的分类重金属：铜、铅、锌等

按密度分

轻金属：铝、镁等 黑色金属：铁、铬、锰

冶金工业 有色金属：除铁、铬、锰以外的金属 按储量分 常见金属：铁、铝等 稀有金属：

大家都知道晶体有固定的几何外形、有固 定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范 德华力结合在一起，金刚石等都是原子晶体， 靠共价键相互结合，氯化钠等都是离子晶体， 阴、阳离子以离子键相互作用，是那么我们所

熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结合在一起的呢？

教科书 P30 非金属原子之间通过共价键结合成单质或 化合物，活泼金属与活泼非金属通过离子 键结合形成了离子化合物。那么，金属单 质中金属原子之间是采取怎样的方式结合 的呢？ 大多数金属单质都有较高的熔点，说明了 什么？金属能导电又说明了什么？

分析：通常情况下，金属原子的部分或全部 外围电子受原子核的束缚比较弱，在金属 晶体内部，它们可以从金属原子上“脱落” 下来的价电子，形成自由流动的电子。这

些电子不是专属于某几个特定的金属离子，是均匀分布于整个晶体中。

2.金属键(1)定义： 金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 (2)形成

成键微粒: 金属阳离子和自由电子(原子？) 存 在: 金属单质和合金中(3)方向性: 无方向性、无饱和性

3. 金属的物理性质具有金属光泽,能导电,导热,具有良好的延展 性,金属的这些共性是有金属晶体中的化学键和 金属原子的堆砌方式所导致的 (1)导电性 (2)导热性 (3)延展性 (4)金属光泽

通常情况下金属晶体内部电子的 运动是自由流动的，但在外加电场的 作用下会定向移动形成电流

导电物质 状 态

电解质 溶液或熔融液 阴离子和阳离子 增强 电解过程

金属晶体 固态或液态 自由电子 减弱 自由电子的 定向移动

导电粒子 升 温 时 导电能力 导电本质

小结：共 性 金属晶体与性质的关系在金属晶体中，存在许多自由电子，自由电子 在外加电场的作用下，自由电子定向运动，因 而形成电流 由于金属晶体中自由电子运动时与金属离子 碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的 部分，从而使整块金属达到相同的温度 由于金属晶体中金属键是没有方向性的，各原 子层之间发生相对滑动以后，仍保持金属键的 作用，因而在一定外力作用下，只发生形变而 不断裂

导电性

导热性

延展性

金属的延展性+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电

子 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

位错

+

金属离子

金属原子

相对滑动

( 4 )金属晶体结构具有金属光泽和颜色 由于自由电子可吸收所有频率的光，然后 很快释放出各种频率的光，因此绝大多数 金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金 属(如铜、金、铯、铅等)由于较易吸收 某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。 当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向 杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐 射不出去，所以成黑色。

(5)金属的熔点和硬度部分金属的熔点 金属 熔点/℃

Na 97.5

Mg 650

Al 660

Cr 1900

为什么金属晶体熔点差距如此巨大？

结论：金属晶体内部微粒之间的作用存在差异，即金属的熔点高低与金属键的强弱有关。

影响金属键的强弱的因素是什么呢？

金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关，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。

根据下表的数据，请你总结影响金属键的因素 部分金属的原子半径、原子化热和熔点 金属 原子外围电子排布 Na 3s1 Mg 3s2 Al 3s23p1 Cr 3d54s1

原子半径/pm原子化热/kJ· mol-1

186108.4

160146.4

143.1326.4

124.9397.5

熔点/℃

97.5

650

660

1900