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第三章 晶體結構與性質
第三節 金屬晶體與離子晶體
第一課時 金屬晶體
學習目標
了解金屬鍵的本質
1
能用“電子氣理論”解釋金屬的物理性質。
2
復習舊知
1.共價晶體的構成微粒：
微粒間作用力：
2.常見的共價晶體有哪些
3.共價晶體熔點大小的比較
原子
共價鍵
(1)某些非金屬單質：晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等。
(2)某些非金屬化合物：碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、等。
(3)某些氧化物：二氧化硅(SiO2)等。
取決于共價鍵的強弱：r原子越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越強，熔點越高。
1.晶體中，C的雜化方式？
2.最小碳環由多少個C組成？它們是否在同一平面內？
3.1摩爾金剛石中有多少C—C鍵？
4.每個C被多少個六元環共用，1個碳環占有的碳原子數為多少？
sp3雜化
6個C組成；不在同平面內，
每個C形成4個C—C，每個C—C占有2個C，即2mol的C—C鍵。
每個C被12個六元環共用，1個碳環占有的碳原子為0.5個。
(1)二氧化硅晶體
①1個Si和 個O形成4個共價鍵，每個O和 個Si相結合。
②1 mol SiO2中含 mol Si—O。
③最小環由 個Si和 個O構成。
④每個Si被 個12元環共用，每個O被 個12元環共用。
4
2
4
6
6
12
6
導入
銅的晶體結構模型
金屬中的原子是通過什么作用結合在一起的
電子氣理論
金屬陽離子
自由電子
靜電作用
——金屬鍵
金屬原子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。
金屬晶體：原子間由金屬鍵結合形成的晶體。
金屬晶體和共價晶體都是一種“巨分子”。
新課講解
新課講解
一、金屬晶體——金屬鍵
構成微粒
微粒間相互作用
物體的聚集狀態
物質性質
金屬陽離子
自由電子
金屬鍵
金屬晶體
延展性、
導熱性、導電性
有陽離子而無陰離子
如何利用電子氣理論解釋金屬的上述物理性質
新課講解
二、金屬晶體的通性——延展性
外力
電子起到潤滑劑的作用
各原子層發生相對滑動
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。
新課講解
二、金屬晶體的通性——導熱性
在金屬晶體中，自由電子在運動中不斷地與金屬陽離子碰撞，從而發生能量交換，當金屬晶體的一端受熱，加強了該端的金屬陽離子的振動，自由電子將熱能迅速地傳遞到另一端，使金屬整體的溫度很快的升高，所以金屬有很好的導熱性。
新課講解
二、金屬晶體的通性——導電性
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
自由電子與金屬原子
頻繁碰撞
加熱
金屬的電阻變大
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。
新課講解
思考交流
金屬的熔點和硬度相差很大，和什么因素有關，如何解釋？
晶體 原子半徑/pm 價電子數 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
價電子數越大
金屬原子
金屬鍵越強
熔、沸點越高
硬度越大
熔點最高的金屬是 ，硬度最大的金屬是 。
鎢
鉻
思考
類型 電解質 金屬晶體
導電時的狀態
導電粒子
導電時發生的變化
導電本質
導電能力隨溫度的升高
水溶液/熔融狀態
固體或液體
自由移動的離子
自由電子
化學變化
物理變化
電解過程
電子定向移動
增強
減弱
電解質在熔化狀態或溶于水能導電，這與金屬導電的本質是否相同
1.下列敘述正確的是(　　)
A．任何晶體中，若含有陽離子，就一定含有陰離子
B．金屬晶體的形成是因為晶體中存在金屬陽離子間的相互作用
C．價電子數越多，金屬元素的金屬性越強
D．含有金屬元素的離子不一定是陽離子
解析:金屬晶體中雖存在陽離子，但沒有陰離子，A錯誤；金屬晶體的形成是因為晶體中存在金屬陽離子與自由電子之間的相互作用，B錯誤；價電子數多的金屬元素的金屬性不一定強，如Fe的價電子數比Na多，但Fe的金屬性卻沒有Na的強，C錯誤；含有金屬元素的離子不一定是陽離子，如AlO2-是陰離子，D正確。
D
練習
2.下列說法不正確的是(　　)
A．金屬的性質和金屬固體的形成都與金屬鍵有關
B．不同金屬晶體中金屬鍵的強度不同
C．Li、Na、K、熔點逐漸升高
D．構成金屬鍵的“自由電子”在整個金屬內部的三維空間中做自由運動
C
練習

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