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第三節　金屬晶體與離子晶體
第1課時　金屬晶體
Ti
金屬樣品
【復習回顧】
1、金屬共同的物理性質？
有金屬光澤、有延展性、容易導電、導熱等。
2、金屬的結構
問題：構成金屬的粒子有哪些？
金屬陽離子和自由電子
“有陽離子而無陰離子”是金屬獨有的特性。
金屬晶體
1、定義：
金屬(除汞外)在常溫下都是晶體，稱其為金屬晶體
金屬晶體中，除了純金屬，還有大量的_______。
合金
3、微粒間作用力：
金屬鍵
2、構成微粒：金屬陽離子和自由電子
那么，金屬鍵的本質是什么呢？
金屬鍵—電子氣理論
由于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,金屬原子釋放出的價電子不專門屬于某個特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個金屬中自由運動,這些電子又稱為自由電子。
從金屬原子上“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，從而把所有金屬原子維系在一起。金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。
金屬晶體與共價晶體一樣是一種“巨分子”
金屬鍵定義: 金屬陽離子和自由電子之間強烈的相互作用
板書
金屬晶體
定義：金屬(除汞外)在常溫下都是晶體，稱其為～。
金屬鍵
微粒間作用力：金屬鍵
構成微粒：金屬陽離子和自由電子
定義: 金屬陽離子和自由電子間強烈的相互作用
本質：電子氣理論
“電子氣理論”解釋金屬的物理性質
延展性：當金屬受到外力作用時，晶體中的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，而且彌漫在金屬之
間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠間的潤滑劑作用，所
以大多數金屬有良好的延展性。
外力
“電子氣理論”解釋金屬的物理性質
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。
以解釋生活中常見的些現象。
在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。
“電子氣理論”解釋金屬的物理性質
導電性:金屬晶體內部到處移動的自由電子，在電場作用下，自由
電子就會發生定向移動，形成電流，使金屬表現出導電性。
外加電場
【注意】①金屬晶體具有導電性，但能導電的物質不一定是金屬。
如石墨具有導電性，屬于非金屬。還有一大類能導電的有機
高分子化合物（如聚乙炔），也不屬于金屬。
②金屬導電的粒子是自由電子，導電過程是物理變化。
電解質溶液導電的粒子是自由移動的離子，導電過程是化學變化。
“電子氣理論”解釋金屬的物理性質
金屬光澤:自由電子可吸收所有頻率的光，很快釋放出去，使絕大
多數塊狀金屬不透明且具有金屬光澤。某些金屬因易吸
收某些頻率光而呈特殊顏色。
金屬光澤和顏色
銀白色——自由電子吸收所有頻率的光，然后又釋放。
特殊顏色——易吸收某些頻率的光。
粉末——晶面取向復雜，吸收可見光后難反射,常呈暗
灰色或黑色。
【思考與討論】
1、為什么不同的金屬在某些性質方面，如密度、硬度、熔點等又表現出很大差別？
這與金屬原子本身、晶體中原子的排列方式等因素有關。
非密置層
密置層
【思考與討論】
2、金屬形成合金以后性能為什么會改變？
當向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時， 就像在滾珠之間摻入了細小而堅硬的砂土或碎石一樣，會使這種金屬的延展性甚至硬度發生改變，所以金屬材料形成合金以后性能發生改變。
大多數合金以一種金屬為主要組成，如以鐵為主要成分的碳鋼、錳鋼、不銹鋼等，以銅為主要成分的黃銅、青銅、白銅等。
【思考與討論】
3、高溫下金屬導電性減弱的原因？
電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞，所以金屬的電導率隨溫度升高而降低的現象。
金屬鍵的特征：
①自由電子不是專屬于某個特定的金屬陽離子，而是在整塊
固態金屬中自由移動。
②金屬鍵既沒有方向性，也沒有飽和性。
③金屬晶體與共價晶體一樣是一種“巨分子”不存在單個分子；
那么金屬鍵的強弱取決于哪些因素呢？
金屬鍵的影響因素：
金屬鍵
金屬陽離子半徑
離子所帶電荷數
原子半徑越小，價電子數越多，
金屬鍵越強，反之，金屬鍵越弱
金屬的物理性質
決定
金屬光澤
熔沸點
延展性
導電性
導熱性
金屬鍵越強，金屬的熔沸點越高，硬度越大。
【思考與討論】
大小順序是： Na1、判斷鈉、鎂、鋁熔沸點和硬度的大小？
2、判斷鋰、鈉、鉀熔沸點和硬度的大小？
金屬陽離子半徑減小，所帶電荷增多，金屬鍵依次增強
陽離子所帶電荷數相同，離子半徑依次增大，則金屬鍵依次減弱
大小順序是：Li>Na>K
板書
金屬晶體
定義：金屬(除汞外)在常溫下都是晶體，稱其為～。
金屬鍵
微粒間作用力：金屬鍵
構成微粒：金屬陽離子和自由電子
定義: 金屬陽離子和自由電子間強烈的相互作用
本質：電子氣理論---解釋物性
沒有飽和性、方向性
“巨分子”不存在單個分子
特征
影響因素
陽離子半徑--越小
離子所帶電荷數---越多
金屬鍵越強
存在：金屬單質與合金中
金屬晶體的性質
(1)金屬晶體具有良好的導電性、導熱性和延展性。
固態導電：判斷金屬晶體的顯著特點
(2)熔、沸點：金屬鍵越強，熔、沸點越高。
①同周期金屬單質，從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點升高。
②同主族金屬單質，從上到下(如堿金屬)熔、沸點降低。
③合金的熔、沸點一般比其各成分金屬的熔、沸點低。
④金屬晶體熔點差別很大，如汞常溫下為液體，熔點很低；
而鐵常溫下為固體，熔點很高。
熔點最低的金屬是--------
汞 [-38.87℃]
熔點最高的金屬是--------
鎢 [3410℃]
密度最小的金屬是--------
鋰 [0.53g/cm3]
密度最大的金屬是--------
鋨 [22.57g/cm3]
硬度最小的金屬是--------
銫 [0.2]
硬度最大的金屬是--------
鉻 [9.0]
最活潑的金屬是----------
銫
最穩定的金屬是----------
金
延性最好的金屬是--------
鉑[鉑絲直徑： mm]
展性最好的金屬是--------
金[金箔厚： mm]
金屬之最
資料
小結：三種晶體類型與性質的比較
晶體類型 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
概念
作用力
構成微粒
物 理 性 質 熔沸點
硬度
導電性
實例 金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅 Ar、S等 Au、Fe、Cu、
鋼鐵等
相鄰原子間以共價鍵結合而成具有空間網狀結構的晶體
共價鍵
原子
很大
很高
無（硅為半導體）
分子
分子間以范德華力結合而成的晶體
分子間作用力
很低
很小
無
通過金屬鍵形成的晶體
金屬鍵
金屬陽離子和自由電子
差別較大
差別較大
導體
1、正誤判斷
(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( )
×
×
×
×
√
×
√
2、下列有關金屬鍵的敘述中，錯誤的是(　　)
A．金屬鍵沒有飽和性和方向性
B．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
C．金屬鍵中的電子屬于整塊金屬
D．金屬的性質和金屬固體的形成都與金屬鍵有關
B
3、下列各組金屬熔點高低順序正確的是(　　)
A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li
C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al
C
4、下列關于金屬及金屬鍵的說法正確的是（ ）
A、金屬鍵具有方向性與飽和性
B、金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用
C、金屬導電是因為在外加電場作用下產生自由電子
D、金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光
B
5、下列性質可以證明某單質屬于金屬晶體的是（ ）
A、有金屬光澤 B、具有較高的熔點
C、熔融態不導電 D、固態導電且延展性好
D
6、下列有關金屬晶體中說法中正確的（ ）
A、金屬晶體都是純凈物 B、最外層電子數少于3個的都是金屬
C、任何狀態下都具有延展性 D、都能導電和傳熱
D
7、要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱,而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關。由此判斷下列說法正確的是(　　)
A.金屬鎂的熔點高于金屬鋁
B.堿金屬單質的熔點從Li到Cs是逐漸升高的
C.金屬鋁的硬度大于金屬鈉
D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣
C

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