金属键、金属晶体
61页1、微粒间作用力与物质性质,金属键 金属晶体,*,金属元素在周期表中的位置及原子结构特征,一、初步感知,引入新课,Ti,金属样品,已学过的金属知识,金属的分类,按密度分,冶金工业,按储量分,4.5g/cm3,金属的特点:,常温下,单质都是固体,汞(Hg)除外; 大多数金属呈银白色,有金属光泽,但 金(Au)色,铜(Cu)色, 铋(Bi) 色,铅(Pb) 色。,黄 红 微红,蓝白,归纳:金属还有哪些共同的物理性质?,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,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。金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用,化学上把这种金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。,思考:金属为什么具有这些物理性质吗?,二、认真探究,掌握规律,1
2、.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 存 在: 金属单质和合金中 3.方向性: 无方向性,一.金属键,【讨论1】 金属为什么易导电? 在金属晶体中,存在着许多自由电子,这些自由电子的运动是没有一定方向的,但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动,因而形成电流,所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同,导电性最强的三中金属是:Ag、Cu、Al,水溶液或 熔融状态下,晶体状态,自由移动的离子,自由电子,比较离子晶体、金属晶体导电的区别:,二、金属晶体的结构与金属性质的内在联系,1、金属晶体结构与金属导电性的关系,【讨论2】金属为什么易导热?,自由电子在运动时经常与金属离子碰撞,引起两者能量的交换。当金属某部分受热时,那个区域里的自由电子能量增加,运动速度加快,通过碰撞,把能量传给金属离子。 金属容易导热,是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分,从而使整块金属达到相同的温度。,2、金属晶体结构与金属导热性的关系,【讨论3】金属为什么具有较好的延展性? 原子晶体受外力作用时,原子间的位移必然导致共价键
3、的断裂,因而难以锻压成型,无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的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,因而即使在外力作用下,发生形变也不易断裂。,3、金属晶体结构与金属延展性的关系,金属的延展性,2019年7月18日星期四,14,【总结】金属晶体的结构与性质的关系,金属键,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。,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。,P33有的金属软如蜡,有的金属软如钢;有的金属熔点低,有的金属熔点高,为什么?,三.金属晶体熔点变化规律,1、金属晶体熔点变化较大, 与金属晶体紧密
4、堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系,熔点最低的金属:汞(常温时成液态) 熔点最高的金属:钨(3410) 铁的熔点:1535 ,2、一般情况下,金属晶体熔点由金属键强弱决定: 金属阳离子半径越小,所带电荷越多,自由电子越多, 金属键越强,熔点就相应越高,硬度也越大. 如:K Na Mg Al Li Na K Rb Cs,影响金属键强弱的因素,(1)金属元素的原子半径 (2)单位体积内自由电子的数目 一般而言: 金属元素的原子半径越小,单位体积内自由电子数目越大,金属键越强,金属晶体的硬度越大,熔、沸点越高。 如:同一周期金属原子半径越来越小,单位体积内自由电子数增加,故熔点越来越高,硬度越来越大;同一主族金属原子半径越来越大,单位体积内自由电子数减少,故熔点越来越低,硬度越来越小。,总 结,金属键的概念 运用金属键的知识解释金属的物理性质的共性和个性 影响金属键强弱的因素,1.下列有关金属键的叙述错误的是 ( ) A. 金属键没有方向性 B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈 的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整块金属 D. 金属的性质和金属固体的
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