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人教版選擇性必修2《物質結構與性質》
第2課時 金屬晶體
第三章·第三節 金屬晶體與離子晶體
雪花、鉆石、食鹽和銅都是晶體，那晶體之間有沒有什么不同呢，雪花、鉆石、食鹽和銅的微粒構成是一樣的嗎？
分子間作用力
分子晶體
共價鍵
水分子
碳原子
共價晶體
雪花
鉆石
離子鍵
離子晶體
鈉離子、氯離子
食鹽
金屬鍵
金屬晶體
銅原子、電子
銅
任務一 金屬鍵
1.金屬鍵
金屬陽離子與自由電子之間的強烈的相互作用
金屬陽離子和自由電子
2.成鍵粒子
3.金屬鍵的存在
存在于金屬單質和合金中
任務一 金屬鍵
金屬原子的最外層電子數較少，容易失去電子成為金屬離子，金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布在整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，被所有原子共用。這些電子又稱為自由電子。金屬陽離子浸泡在電子的海洋中，金屬晶體和共價晶體都是一種“巨分子”。
自由
電子
金屬
陽離子
電子氣理論
4.金屬鍵的本質
5.金屬鍵的特征 金屬鍵無方向性和飽和性
金屬陽離子和自由電子
任務二 金屬晶體
1.概念
金屬離子與自由電子之間通過金屬鍵作用形成的晶體。金屬(除汞外)在常溫下都是晶體
2.構成微粒及微粒間作用力
構成微粒
相互作用
金屬鍵
判斷方法
注意：
金屬晶體中的作用力是金屬鍵，即影響化學性質穩定性，又影響物理性質。
任務二 金屬晶體
3.物理特性
①大多數金屬常溫下為銀白色的固體。
②金屬晶體都具有金屬光澤。
③都具有良好的導電性和導熱性。
④都具有良好的延展性。
⑤熔點、密度與硬度相差很大。
任務二 金屬晶體
問題：為什么金屬晶體具有金屬光澤和顏色？
金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。
自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。
任務二 金屬晶體
問題：為什么金屬晶體具有導電性？
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外加電場
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在金屬晶體中，自由電子在外加電場作用下，發生定向移動，形成電流，使金屬具有良好的導電性。(金屬在固態或液體都有導電性)
不同的金屬導電能力不同，導電性最強的三種金屬是：Ag、Cu、Al。
金屬晶體中除自由電子外的金屬陽離子在其位置附近振動，加熱時，金屬陽離子的振動加強，阻礙自由電子的運動，因而金屬的電阻隨溫度升高而增大。
任務二 金屬晶體
問題：為什么金屬晶體具有導熱性？
當金屬某部分受熱時，該區域的電子運動加劇，通過碰撞，電子將能量傳遞給金屬原子或離子，這樣能量從溫度高的區域傳遞到溫度低的區域，因此金屬具有導熱性。
冬天我們感覺金屬制品比木制品更涼，原因是當人接觸到金屬時，金屬很快將人體的熱量傳遞出去，因為木制品不易導熱所以當人接觸到木制品時，身體的熱量不易散失。
任務二 金屬晶體
問題：為什么金屬晶體具有延展性？
當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。
外力
提示 : 當向金屬晶體中摻入不同的原子時，就像在滾珠之間摻入了細小的碎石一樣，因此形成合金會使金屬的延展性變差、硬度增大。
任務二 金屬晶體
問題：對比鋰、鈉、鎂、鋁、鉀的原子結構和熔沸點的數據，金屬晶體的熔沸點與哪些因素有關？
晶體 離子半徑/pm 電荷數 熔點/℃ 沸點/℃
Li 76 1 180 1340
Na 102 1 97.72 883
Mg 72 2 651 1107
Al 53.5 3 660 2324
K 138 1 63.65 759
規律：
半徑越小
所帶電荷數越多
金屬陽離子
熔、沸點越高
硬度越大
金屬鍵越強
任務二 金屬晶體
金屬鍵
原子半徑
價電子數
金屬的物理性質
決定
金屬光澤
導電性
導熱性
延展性
熔沸點
原子半徑越大，價電子數越少，
金屬鍵越弱，反之，金屬鍵越強
金屬鍵越強，金屬的熔沸點越高，硬度越大。
任務三 金屬晶體的結構特征
金屬鍵沒有飽和性和方向性，金屬原子盡可能采取最緊密的堆積方式，使得金屬晶體結構最穩定，能量最低。
六方堆積
面心立方堆積
體心立方堆積
Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt
Li、Na、K、Ba、W、Fe
Mg、Zn、Ti
知識補充
①鋁:地殼中含量最多的金屬元素
②鈣:人體中含量最多的金屬元素
③鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)
④銀:導電、導熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)
⑤鉻: 硬度最高的金屬
⑥鎢:熔點最高的金屬
⑦汞:熔點最低的金屬
⑧鋨:密度最大的金屬
⑨鋰:密度最小的金屬
⑩金:延展性最好的金屬
課堂練習
判斷下列說法是否正確
(1)金屬在常溫下都是晶體
(2)金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用
(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發生相對滑動，金屬鍵被破壞
(4)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低
(5)金屬晶體除了純金屬，還有大量的合金
(6)有機高分子化合物一定不能導電
(7)金屬的電導率隨溫度的升高而降低
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