安徽省怀远县包集中学高中化学 第二节金属晶体与离子晶体教案 鲁科版选修3VIP专享VIP免费

安徽省怀远县包集中学高中化学选修3：第二节金属晶体与离子晶体精彩图文导入金属铜受外力作用易发生形变，而常见的食盐颗粒是正方体，食盐受外力作用易破碎，生成的小的食盐微粒。。那么它们的结构和组成是怎样的？如何从根本上解释上述现象？让我们带着上述疑问，走进金属晶体和离子晶体的世界，探究它们的奥秘吧。高手支招之一：细品教材一、金属晶体1.定义：金属晶体是指金属原子通过金属键形成的晶体。2.金属键：金属晶体中金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用。金属键的特征：由于自由电子为整个金属所共有，所以金属键没有方向性和饱和性。金属原子的外层电子数比较少，容易失去电子变成金属离子和电子，金属离子间存在反性电荷的维系――带负电荷的自由移动的电子（运动的电子使体系更稳定），这些电子不是专属于某几个特定的金属离子这就是金属晶体的形成的原因。例1.金属晶体的形成是因为晶体中存在()①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子A.只有①B.只有③C.②③D.②④解析：金属晶体内存在的作用力是金属键，应该从金属键的角度考虑，分析金属键的组成和特征：由自由电子和离子组成，自由电子具有良好导电性，即金属晶体是金属离子和自由电子通过金属键形成的。答案：C3.金属晶体的结构型式：（1）特点：最常见的结构型式具有堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间等特点。（2）分类：Ca、Al、Cu、Ag、Au等金属晶体属于A1型最密堆积，Mg、Zn等金属晶体属于A3型最密堆积，A2型密堆积又称为体心立方密堆积，Li、Na、K、Fe等金属晶体属于A2型密堆积。A1型配位数为12，A2型配位数为8，A3型配位数为12。1高手笔记：尽管每个电子的运动都是随机的，但是大量的价电子运动统计的结果是均匀地分布在整个晶体中，每个金属离子都均等的享用所有价电子，但都不可能独占，这就是金属键的核心思想。高手笔记：在学习结构前先了解以下概念：①紧密堆积：微粒间的作用力，使微粒间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间。②空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。③配位数：在晶体中，原子配位数是指某一个原子周围所接触到的同种原子的数目。4.金属晶体中的金属键和原子的堆积方式与金属晶体的物理性质的关系（1）金属晶体具有良好的导电性：金属中有自由移动的电子，金属晶体中的自由电子在没有外加电场存在时是自由运动的，当有外加电场存在的情况下，电子发生了定向移动形成了电流，呈现良好的导电性。（2）金属晶体具有良好的导热性：自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，从而引起两者能量的交换。当金属某一部分受热时，在那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，于是通过碰撞，自由电子把能量传给金属离子。金属容易导热就是由于自由电子运动时，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。（3）金属晶体具有良好的延展性：金属有延性，可以抽成细丝，例如最细的白金丝直径不过1/5000mm。金属又有展性，可以压成薄片，例如最薄的金箔只有1/10000mm厚。金属晶体的延展性可以从金属晶体的结构特点加以解释。当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了变形，但不会导致断裂。（4）金属的熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。一般来说金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强。因而晶体熔点越高、硬度越大。金属晶体的熔点变化差别较大。如：Hg在常温下为液态，熔点低（－38.9℃）,而铁等金属熔点高（1355℃），这是由于金属晶体紧密堆积方式，金属阳离子与自由电子的作用力不同造成的。同类型金属金属晶体，金属晶体的熔点由金属阳离子半径，离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越大，熔点就越高。如：熔点：Li>Na>K>Rb>Cs，Na