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《物质结构与性质》专题3


东师理想

第三节 金 属 晶 体
第一课时

一、金属键

东师理想

思考: 1、金属有哪些共同的物理性质?
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 2、金属为什么具有这些共同性质呢?

结构决定性质

东师理想

/>金属晶体的“电子气理论”(自由电子理论)
金属原子脱落下来的价电子形成遍布整 个晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从 而把所有的原子维系在一起。

东师理想

一、金属的结构
阅读课本76页第1、2自然段,思考: 根据“电子气理论”,金属晶体的组成 微粒及微粒间的作用是什么?填表:
结构
组成微粒 微粒间作用

分子晶体 原子晶体
分子 分子间 作用力 原子 共价键

金属晶体
金属阳离子 自由电子 金属键

东师理想

金属键:

金属原子间由于电子气产生的作用. (在金属晶体中,金属阳离子和自由电子 之间的较强的相互作用).

金属晶体: 金属原子通过金属键作用形成的单质晶体

东师理想

思考: 1、为什么说原子晶体、金属晶体都属于巨分子? 分子晶体的组成微粒是分子,在分子晶体内部 存在一个一个的小分子,而在原子晶体、金属晶体 内部都不存在一个一个的小分子,一块晶体就是一 个巨分子。 2、金属键作用的本质是什么?

静电作用
3、金属晶体与原子晶体、分子晶体比较结构上最 突出的特点是什么? 构成晶体的微粒中存在自由移动的带电粒子:

自由电子

东师理想

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 思考:物质具备什么样的条件才具有导电性? 自由移动的带电微粒

【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。

东师理想

2、金属晶体结构与金属导热性的关系

思考:在晶体中热能的表现形式是什么?

组成微粒的动能 【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。

东师理想

3、金属晶体结构与金属延展性的关系

思考:什么叫延展性?
【讨论3】金属为什么具有较好的延展性? 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。

阅读课本76页第3自然段,解释为什么合 金的延展性比纯金属的要差?

东师理想

东师理想

?

纯金属内,所有原子的大小和形 状都是相同的,原子的排列十分规整。 而合金中加入了其他元素或大或小的 原子,改变了金属原子有规则的层状 排列,使原子层之间的相对滑动变得 困难。因此合金比纯金属延展性要差。

东师理想

小结:金属晶体的结构与性质的关系 导电性
自由电子 金属离 在外加电 子和自 场的作用 由电子 下发生定 向移动

导热性
自由电 子与金 属离子 碰撞传 递热量

延展性
晶体中各 原子层相 对滑动仍 保持相互 作用

东师理想

4、金属晶体结构与金属熔点、硬度的关系 思考:金属的熔点、硬度与什么因素有 关?如何比较两种金属晶体的熔点、硬 度? 金属的熔点、硬度与金属键强弱有关 思考:金属键作用的本质是什么?金属键强 弱与什么因素有关?

金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半

径小-金属键强,熔沸点高、硬度大。

东师理想 主族元素的单质的熔沸点变化规律(或变化趋势)

(箭头方向为升高的方向),总结有何特点?

东师理想

【讨论】为什么碱金属单质的熔沸点 从上到下逐渐降低,而卤素单质的熔 沸点从上到下却升高?
卤单质是分子晶体熔沸点与分子量 有关,相对分子质量越大熔沸点越高.碱 金属是金属晶体熔沸点与原子半径有关 原子半径越大熔沸点越低。

东师理想

【资料】
金属之最
熔点最低---- 汞 熔点最高---- 钨 密度最大---- 锇

密度最小---- 锂
硬度最小---- 铯 延性最好---- 铂 最活泼 ---- 铯

硬度最大---- 铬
展性最好---- 金 最稳定 ---- 金

东师理想

【讨论】下列说法是否正确

(1)晶体中有阳离子必有阴离子 (2)只有离子晶体中才含有离子

东师理想

【练习】
1、金属晶体的形成是因为晶体中存在


A. 金属离子间的相互作用

C



B.金属原子间的相互作用
C. 金属离子与自由电子间的相互作用 D. 金属原子与自由电子间的相互作用

东师理想

2.金属能导电的原因是 (C ) A. 金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下 可发生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作 用下可发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子


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