高中化学 专题三第一单元 金属键 金属晶体讲义+测试(含解析)苏教版选修3

第一单元 金属键 金属晶体

[学习目标] 1.了解金属键的含义，知道金属键的本质。认识金属键与金属物理性质的关系，了解金属晶体的共性。2.能列举金属晶体的堆积模型，并能运用堆积模型来描述和解释金属晶体的结构特点。3.通过金属键理论的研讨，培养终身学习的意识和严谨求实的科学态度。

自主学习区

对应学生用书P024

一、金属键与金属晶体 1.金属键

2.金属晶体的物理通性

3.影响金属键强弱的因素

影响金属键强弱的主要因素有金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。一般而言，金属元素的原子半径越□

07小、单位体积内自由电子的数目越□08多，金属键越强，金

属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。

4.金属的原子化热

(1)金属的原子化热是指□091_mol 金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。

(2)意义：衡量金属键的强弱。金属的原子化热数值越大，金属键越□10强。 5.合金

一种□

11金属与另一种或几种□12金属(或非金属)的融合体。 二、金属晶体的原子堆积模型 1.二维空间模型

2.三维空间模型

三、晶胞

1.概念：描述晶体结构特征的□

01基本单元。 2.结构：晶胞一般都是平行六面体，晶体是晶胞在空间□02连续重复延伸而形成。 3.平行六面体晶胞中微粒数目的计算 (1)晶胞的顶点原子是□

038个晶胞共用。 (2)晶胞棱上的原子是□

044个晶胞共用。

(3)晶胞面上的原子是□

052个晶胞共用。 (4)处于体心的原子完全属于该晶胞。

下图是金属晶体的体心立方晶胞示意图。该晶胞中的金属原子个数为□

068×1

8

＋1＝2。

1.金属晶体都是纯净物吗？

提示：金属晶体包括金属单质及其合金，合金是混合物。 2.晶胞是否全是平行六面体？ 提示：不是。如有的晶胞呈六棱柱形。

3.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？ 提示：不是。只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。

教师点拨区

对应学生用书P025

一、金属键和金属晶体

1.金属键

(1)含义：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。

(2)成键微粒：金属阳离子和自由电子。

(3)实质：从本质来看金属键是一种静电作用，不过它不是存在于特定的固定不变的正负电荷之间，而是广泛存在于晶体中的金属阳离子和自由电子之间。

(4)特征：金属键没有方向性和饱和性。

2.金属晶体的性质

(1)导电性

金属晶体中存在许多自由电子，这些自由电子的运动是没有方向性的，但在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动形成电流，所以金属容易导电。

(2)导热性

自由电子在运动时与金属离子(或原子)碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。

(3)延展性

大多数金属具有较好的延展性，与金属离子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力时，晶体中的各层金属原子就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后，相互作用没有被破坏，金属虽然发生了形变但不会导致断裂。

(4)颜色

由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽。而金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。

3.金属晶体熔、沸点高低的比较

金属晶体中的金属键越强，金属的熔、沸点越高。

(1)同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔沸点升高。

(2)同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。

(3)一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。

(4)金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而铁等金属熔点很高(1535 ℃)。

特别提醒

金属晶体中只有金属阳离子，无阴离子。

[练习与实践]

1.金属键越强，金属的硬度越大，熔、沸点越高，且据研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数目越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是( )

A.镁的硬度小于铝

B.镁的熔、沸点低于钙

C.镁的硬度大于钾

D.钙的熔、沸点高于钾

答案 B

解析

2.关于金属性质和原因的描述不正确的是( )

A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系

B.金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的自由电子，形成了“电子气”，在外加电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电

C.金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子(或原子)发生碰撞，传递了能量

D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键

答案 A

解析金属一般具有银白色的金属光泽，与金属键密切相关。由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，故A项错误。

方法规律

影响金属单质熔点、硬度的因素

金属键的强弱与金属物理性质有关，一般情况下(同类型的金属晶体)，金属晶体的熔点、硬度等由金属阳离子的半径、所带的电荷数共同决定。

二、金属晶体模型的四种结构

特别提醒

利用均摊法计算金属晶体的密度的方法

(1)首先利用均摊法确定一个晶胞中平均含有的原子数目。

(2)其次确定金属原子的半径和晶胞边长之间的关系。