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课堂设计2015高二化学人教版选修3课件33金属晶体27张ppt
1.知道金属键的含义。
2.能用金属键理论解释金属的物理性质。
3.能列举金属晶体的基本堆积模型。
4.了解金属晶体性质的一般特点。
5.理解金属晶体的类型与性质的关系。
金属键的定义
在金属晶体内部,金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而把所有的金属原子维系在一起。这种作用称为金属键。
金属键的本质——“电子气”理论
1.
2.
价电子
金属键的作用
金属晶体硬度的大小,熔沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强,金属晶体的熔沸点越____,硬度越___。
影响金属键的因素
金属元素原子半径越___,单位体积内自由移动电子数目越___,金属键越强。
3.
4.
高
大
小
多
二维空间模型
金属原子的二维平面放置有_________和_______两种,其配位数分别为___、___。
三维空间模型
(1)简单立方堆积
相邻非密置层原子的原子核在一条直线上堆积,形成的晶胞是一个_______,每个晶胞含___个原子。这种堆积方式空间利用率低。只有金属___是这种堆积方式。
(2)体心立方堆积
它是另一种非密置层堆积方式,将上层金属填入下层金属
1.
2.
非密置层
密置层
4
6
立方体
1
钋
原子形成的凹穴中。这种堆积方式比_____________空间利用率高。如_______就是这种堆积方式。
(3)六方最密堆积
它属于_______原子按体心立方堆积方式堆积。
方式为__________。配位数为____,空间利用率约为
_____。
(4)面心立方最密堆积
它属于密置层原子按体心立方堆积的另一种堆积方式。
方式为______________
简单立方堆积
碱金属
密置层
ABABAB
12
74%
ABCABCABC
试分析比较金属键和共价键、离子键的异同点。
提示 相同点:三种化学键都是微粒间的电性作用。
不同点:共价键是相邻两原子间的共用电子对,离子键是原子得失电子,形成阴、阳离子,阴、阳离子间产生静电作用。金属键是金属离子与自由电子的静电作用,金属离子之间的电性斥力的综合作用。
【慎思1】
(1)金属晶体都是纯净物吗?
(2)金属导电与电解质溶液导电有什么区别?
提示 (1)金属晶体包括金属单质及其合金。
(2)金属导电一般为物理变化,仅仅是自由电子的定向移动,而电解质溶液导电的过程就是其被电解的过程,是化学变化。
【慎思2】
金属晶体采用密堆积的原因是什么?
提示 由于金属键没有饱和性和方向性,金属原子能从各个方向互相靠近,从而导致金属晶体最常见的结构形式是堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间。
【慎思3】
金属原子在二维平面中放置有两种方式(如图),这两种方式分别叫什么?
金属原子排列在平面上有两种放置方式
提示 非密置层(左)和密置层(右)。
【慎思4】
金属元素原子半径越小,单位体积内自由移动电子数目越大,金属键越强。金属单质硬度的大小,熔、沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强,金属晶体的熔、沸点越高,硬度越大。
一般来说,金属的原子半径越小,价电子数越多,则金属键越强。如对Na、Mg、Al而言,由于价电子数:Al>Mg>Na,原子半径:Na>Mg>Al,故金属键由强到弱为:Al>Mg>Na,故熔点:Na<Mg<Al(97.81 ℃<645 ℃<660.4 ℃),硬度:Na<Mg<Al。
1.
2.
又如ⅠA族中,Li、Na、K、Rb、Cs的价电子数均为1,但原子半径从Li至Cs依次递增,故其熔点依次递减(180.5 ℃>97.81 ℃>63.65 ℃>38.89 ℃>28.40 ℃)。
金属键越强,金属的硬度越大,熔、沸点越高,且据研究表明,一般来说,金属原子半径越小,价电子数目越多,则金属键越强,由此判断下列说法错误的是( )。
A.镁的硬度小于铝
B.镁的熔、沸点低于钙
C.镁的硬度大于钾
D.钙的熔、沸点高于钾
【例1】►
解析
答案 B
本题考查金属键强弱的判断,解题的关键是明确金属键的强弱与金属物理性质的关系。一般情况下(同类型的金属晶体),金属晶体的熔点由金属阳离子的半径、所带的电荷数共同决定。
下列物质的熔、沸点依次升高的是 ( )。
A.Na、Mg、Al B.Na、Rb、Cs
C.Mg、Na、K D.铝、硅铝合金、单晶硅
解析 金属键的强弱与原子半径及价电子数有关,原子半径越小,价电子数越多,金属键越强,A、B、C中只有A组熔点依次升高;合金的熔点应比单组分都低,D错。故选A。
答案 A
【体验1】►
堆积模型
采纳这种堆积的典型代表
空间利用率
配位数
晶 胞
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