專題3第1單元第一節(jié)金屬鍵與金屬特性

第一單元金屬鍵金屬晶體第一節(jié)金屬鍵與金屬特性已學(xué)過的金屬知識(shí)金屬的分類按密度分重金屬：銅、鉛、鋅等輕金屬：鋁、鎂等冶金工業(yè)黑色金屬：鐵、鉻、錳有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬按儲(chǔ)量分常見金屬：鐵、鋁等稀有金屬：鋯、釩、鉬3金屬元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特征Ti金屬的特點(diǎn)①常溫下，單質(zhì)都是固體，汞(Hg)除外；②大多數(shù)金屬呈銀白色，有金屬光澤，但金(Au)色，銅(Cu)色，鉍(Bi)色，鉛(Pb)色。藍(lán)白黃紅微紅大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點(diǎn)，水、干冰等都屬于分子晶體，靠范德華力結(jié)合在一起，金剛石等都是原子晶體，靠共價(jià)鍵相互結(jié)合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢？它們又是靠什么作用結(jié)合在一起的呢？教科書P32--P331.非金屬原子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合成單質(zhì)或化合物，活潑金屬與活潑非金屬通過離子鍵結(jié)合形成了離子化合物。那么，金屬單質(zhì)中金屬原子之間是采取怎樣的方式結(jié)合的呢？2.你能歸納出金屬的物理性質(zhì)嗎?你知道金屬為什么具有這些物理性質(zhì)嗎?大多數(shù)金屬單質(zhì)都有較高的熔點(diǎn),說明了什么?金屬能導(dǎo)電又說明了什么？說明金屬晶體中存在著強(qiáng)烈的相互作用;金屬具有導(dǎo)電性,說明金屬晶體中存在著能夠自由流動(dòng)的電子。分析:通常情況下，金屬原子的部分或全部外圍電子受原子核的束縛比較弱,在金屬晶體內(nèi)部,它們可以從金屬原子上“脫落”下來的價(jià)電子,形成自由流動(dòng)的電子。這些電子不是專屬于某幾個(gè)特定的金屬離子,是均勻分布于整個(gè)晶體中。二.金屬鍵描述金屬鍵的最簡單的理論是“電子氣”理論.該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”。這些電子不是專屬于某幾個(gè)特定的金屬離子，而是均勻分布于整個(gè)晶體中,被所有原子共用,從而把所有的金屬原子維系在一起。金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”中.（1）定義：（2）形成1.金屬鍵金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用。（3）方向性:無方向性成鍵微粒:金屬陽離子和自由電子存在:金屬單質(zhì)和合金中2.金屬的物理性質(zhì)具有金屬光澤，能導(dǎo)電，導(dǎo)熱，具有良好的延展性，金屬的這些共性是有金屬晶體中的化學(xué)鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)致的（1）導(dǎo)電性（2）導(dǎo)熱性（3）延展性【討論1】金屬為什么易導(dǎo)電？在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動(dòng)是沒有一定方向的，但在外加電場的作用下自由電子就會(huì)發(fā)生定向運(yùn)動(dòng),從而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系1、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系晶體類型離子晶體金屬晶體導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動(dòng)的離子自由電子比較離子晶體、金屬晶體導(dǎo)電的區(qū)別：【討論2】金屬為什么易導(dǎo)熱？自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞,引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí),那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。2、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)熱性的關(guān)系【討論3】金屬為什么具有較好的延展性？

原子晶體受外力作用時(shí)，原子間的位移必然導(dǎo)致共價(jià)鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性。而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬延展性的關(guān)系金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++位錯(cuò)相對(duì)滑動(dòng)4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于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(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬(如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則,吸收可見光后輻射不出去,所以成黑色。根據(jù)下表的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你總結(jié)影響金屬鍵的因素金屬NaMgAlCr原子外圍電子排布3s13s23s23p13d54s1原子半徑/pm186160143.1124.9原子化熱/kJ·mol-1108.4146.4326.4397.5熔點(diǎn)/℃97.56506601900部分金屬的原子半徑、原子化熱和熔點(diǎn)P33有的金屬軟如蠟，有的金屬硬如鋼；有的金屬熔點(diǎn)低,有的金屬熔點(diǎn)高,為什么?金屬的熔點(diǎn)、硬度與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵的強(qiáng)弱又可以用原子化熱來衡量。原子化熱是指1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量。四.金屬晶體熔點(diǎn)變化規(guī)律1、金屬晶體熔點(diǎn)變化較大與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強(qiáng)弱有密切關(guān)系．2、一般，金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定：金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就相應(yīng)越高，硬度也越大。但金屬性越弱影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素（1）金屬元素的原子半徑（2）單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目一般：金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越大，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。如：同一周期金屬原子半徑越來越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)增加，故熔點(diǎn)越來越高，硬度越來越大；同一主族金屬原子半徑越來越大，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)減少，故熔點(diǎn)越來越低，硬度越來越小。熔點(diǎn)最低的金屬：汞（常溫時(shí)成液態(tài)）熔點(diǎn)很高的金屬：鎢（3410℃）鐵的熔點(diǎn)：1535℃如：KNaMgAlLiNaKRbCs﹥﹥﹥﹥﹤﹤﹤資料金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬是——汞熔點(diǎn)最高的金屬是——鎢密度最小的金屬是——鋰密度最大的金屬是——鋨硬度最大的金屬是——鉻最活潑的金屬是——銫(除放射性金屬外)最穩(wěn)定的金屬是——金延性最好的金屬是——鉑展性最好的金屬是——金總結(jié)金屬鍵的概念運(yùn)用金屬鍵的知識(shí)解釋金屬的物理性質(zhì)的共性和個(gè)性影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素2.下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是()A.金屬鍵沒有方向性B.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)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(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)B3.下列有關(guān)金屬元素特性的敘述正確的是()A.金屬原子只有還原性,金屬離子只有氧化性B.金屬元素在化合物中一定顯正化合價(jià)C.金屬元素在不同化合物中化合價(jià)均不相同D.金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為晶體B4.金屬的下列性質(zhì)與金屬鍵無關(guān)的是()A.金屬不透明并具有金屬光澤B.金屬易導(dǎo)電、傳熱C.金屬具有較強(qiáng)的還原性D.金屬具有延展性C5.能正確描述金屬通性的是()A.易導(dǎo)電、導(dǎo)熱B.具有高的熔點(diǎn)C.有延展性D.具有強(qiáng)還原性AC6.下列生活問題，不能用金屬鍵知識(shí)解釋的是（）A.用鐵制品做炊具