金属键金属晶体课件优秀PPT.ppt
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1、金属键金属晶体课件第一页,本课件共有64页已学过的金属知识已学过的金属知识金属的分类金属的分类按密度分按密度分重金属:铜、铅、锌等重金属:铜、铅、锌等 轻金属:铝、镁等轻金属:铝、镁等 冶金工业冶金工业黑色金属:铁、铬、锰黑色金属:铁、铬、锰 有色金属:除铁、铬、锰以外的金属有色金属:除铁、铬、锰以外的金属 按储量分按储量分常见金属:铁、铝等常见金属:铁、铝等 稀有金属:稀有金属:锆、钒、钼锆、钒、钼4.5g/cm3第二页,本课件共有64页金属元素在周期表中的位置及原子结构特征金属元素在周期表中的位置及原子结构特征第三页,本课件共有64页TiTi金属样品金属样品第四页,本课件共有64页 金属的
2、特点金属的特点常温下,单质都是固体,汞常温下,单质都是固体,汞(Hg)除外;除外;大多数金属呈银白色,有金属光泽,大多数金属呈银白色,有金属光泽,但但金金(Au)色,铜色,铜(Cu)色,色,铋铋(Bi)色,铅色,铅(Pb)色。色。黄黄 红红 微红微红 蓝白蓝白第五页,本课件共有64页 大家都知道晶体有固定的几何外形、大家都知道晶体有固定的几何外形、有固定的熔点,水、干冰等都属于分子有固定的熔点,水、干冰等都属于分子晶体,靠晶体,靠范德华力范德华力结合在一起,金刚石结合在一起,金刚石等都是原子晶体,靠等都是原子晶体,靠共价键共价键相互结合,那相互结合,那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体么我们
3、所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢?它们又是靠呢?它们又是靠什么作用结合什么作用结合在一起的呢在一起的呢?第六页,本课件共有64页1.1.非金属原子之间通过共价键结合成单质非金属原子之间通过共价键结合成单质或化合物,活泼金属与活泼非金属通过或化合物,活泼金属与活泼非金属通过离子键结合形成了离子化合物。那么,离子键结合形成了离子化合物。那么,金属单质中金属原子之间是采取怎样的金属单质中金属原子之间是采取怎样的方式结合的呢?方式结合的呢?2.2.你能归纳出金属的物理性质吗你能归纳出金属的物理性质吗?你知道金你知道金属为什么具有这些物理性质吗属为什么具有这些物理性质吗?金属键与金属的特性金属键与金属的
4、特性第七页,本课件共有64页分析:分析:通常情况下,金属原子的部分或全通常情况下,金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱,在部外围电子受原子核的束缚比较弱,在金属晶体内部,它们可以从金属原子上金属晶体内部,它们可以从金属原子上“脱落脱落”下来的价电子,形成自由流动下来的价电子,形成自由流动的电子。这些电子不是专属于某几个特的电子。这些电子不是专属于某几个特定的金属离子,是均匀分布于整个晶体定的金属离子,是均匀分布于整个晶体中。中。大多数金属单质都有较高的熔点,说明了什么?金属能大多数金属单质都有较高的熔点,说明了什么?金属能导电又说明了什么?导电又说明了什么?说明金属晶体中存在着强烈
5、的相互作用说明金属晶体中存在着强烈的相互作用;金属具有导金属具有导电性电性,说明金属晶体中存在着能够自由流动的电子。说明金属晶体中存在着能够自由流动的电子。第八页,本课件共有64页二二.金属键金属键 描述金属键的最简单的理论是描述金属键的最简单的理论是“电子气电子气”理论理论.该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的价电子形成遍布整块晶体的“电子气电子气”.”.这些这些电子不是专属于某几个特定的金属离子电子不是专属于某几个特定的金属离子,而是而是均匀分布于整个晶体中均匀分布于整个晶体中,被所有原子共用被所有原子共用,从而从而把所有的金
6、属原子维系在一起把所有的金属原子维系在一起.金属原子则金属原子则“浸泡浸泡”在在“电子气电子气”的的“海洋海洋”中中.第九页,本课件共有64页(1)定义:定义:金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。(2)形成)形成成键微粒成键微粒:金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子存存在在:金属单质和合金中金属单质和合金中(3)方向性)方向性:无方向性无方向性1.1.金属键金属键第十页,本课件共有64页2.2.金属的物理性质金属的物理性质 具有金属光泽具有金属光泽,能导电能导电,导热导热,具有良具有良好的延展性好的延展性,金属的这些共性是有金属晶金属的这些共性是
7、有金属晶体中的化学键和金属原子的堆砌方式所体中的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的导致的(1)导电性)导电性(2)导热性)导热性(3)延展性)延展性第十一页,本课件共有64页【讨论【讨论1 1】金属为什么易导电?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子的运动是没有一定方向的,但在外加电场的条件下自自由电子由电子就会就会发生定向运动发生定向运动,因而形成电流,所以金属容,因而形成电流,所以金属容易导电。易导电。晶体类型离子晶体金属晶体 导电时的状态导电粒子水溶液或水溶液或熔融状态下熔
8、融状态下晶体状态晶体状态自由移动的离子自由移动的离子自由电子自由电子比较离子晶体、金属晶体导电的区别:比较离子晶体、金属晶体导电的区别:三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系三、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、金属晶体结构与金属导电性的关系第十二页,本课件共有64页【讨论【讨论2 2】金属为什么易导热?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,里的自由电子能量增加,运动
9、速度加快,通过碰撞,把能量传给金属离子。把能量传给金属离子。金属容易导热,是由于金属容易导热,是由于自由电子运动时与金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属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分,部分,从而使整块金属达到相同的温度。从而使整块金属达到相同的温度。2、金属晶体结构与金属导热性的关系、金属晶体结构与金属导热性的关系第十三页,本课件共有64页【讨论【讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性?金属为什么具有较好的延展性?原子晶体受外力作用时,原子间的位移必然导原子晶体受外力作用时,原子间的位移必然导致共价键的断裂,因而难以锻压成型,无延展致共价键的断裂,因而
10、难以锻压成型,无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自由电子间性。而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。使在外力作用下,发生形变也不易断裂。3、金属晶体结构与金属延展性的关系、金属晶体结构与金属延展性的关系第十四页,本课件共有64页金属的延展性金属的延展性自由电子自由电子+金属离子金属离子金属原子金属原子位错位错+第十五页,本课件共有64页相对滑动相对滑动第十六页,本课件共有64页4 4、金属晶体结构具有
11、金属光泽和颜色、金属晶体结构具有金属光泽和颜色由于自由电子可由于自由电子可吸收所有频率的光吸收所有频率的光,然后,然后很快释很快释放出各种频率的光放出各种频率的光,因此绝大多数,因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属(如铜、金、铯、铅等)由于属(如铜、金、铯、铅等)由于较易吸收较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时,金属晶体的当金属成粉末状时,金属晶体的晶面取向晶面取向杂乱、晶格排列不规则杂乱、晶格排列不规则,吸收可见光后辐,吸收可见光后辐射不出去,所以成黑色。射不出去,所以成黑色。第十七页,
12、本课件共有64页根据下表的数据,请你总结影响金属键的因素根据下表的数据,请你总结影响金属键的因素金属Na MgAlCr原子外围电子排布3s1 3s23s23p13d54s1原子半径/pm186160143.1124.9原子化热/kJmol-1108.4146.4326.4397.5熔点/97.56506601900部分金属的原子半径、原子化热和熔点部分金属的原子半径、原子化热和熔点金属的熔点、硬度与金属的熔点、硬度与金属键的强弱金属键的强弱有关,金属键的强弱又可有关,金属键的强弱又可以用以用原子化热原子化热来衡量。来衡量。原子化热是指原子化热是指1mol1mol金属固体完全气化成金属固体完全气
13、化成相互远离的气态原子时吸收的能量。相互远离的气态原子时吸收的能量。P33P33有的金属软如蜡有的金属软如蜡,有的金属软如钢有的金属软如钢;有的金有的金属熔点低属熔点低,有的金属熔点高有的金属熔点高,为什么为什么?第十八页,本课件共有64页四四.金属晶体熔点变化规律金属晶体熔点变化规律1、金属晶体熔点变化较大,、金属晶体熔点变化较大,与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系键的强弱有密切关系熔点最低的金属:汞(常温时成液态)熔点最低的金属:汞(常温时成液态)熔点很高的金属:钨(熔点很高的金属:钨(3410)铁
14、的熔点:铁的熔点:1535 2、一般情况下,金属晶体熔点由金属键强弱决定:、一般情况下,金属晶体熔点由金属键强弱决定:金属阳离子半径越小,所带电荷越多,自由电子越多,金属阳离子半径越小,所带电荷越多,自由电子越多,金属键越强,熔点就相应越高,硬度也越大。金属键越强,熔点就相应越高,硬度也越大。但金属性越弱但金属性越弱如:如:K Na Mg Al Li Na K Rb Cs第十九页,本课件共有64页影响金属键强弱的因素影响金属键强弱的因素(1)金属元素的原子半径)金属元素的原子半径(2)单位体积内自由电子的数目)单位体积内自由电子的数目一般而言:一般而言:金属元素的原子半径越小,单位体积内自由电
15、金属元素的原子半径越小,单位体积内自由电子数目越大,金属键越强,金属晶体的硬度越大,子数目越大,金属键越强,金属晶体的硬度越大,熔、沸点越高。熔、沸点越高。如:如:同一周期金属原子半径越来越小,单位体积内自同一周期金属原子半径越来越小,单位体积内自由电子数增加,故熔点越来越高,硬度越来越大;同一主由电子数增加,故熔点越来越高,硬度越来越大;同一主族金属原子半径越来越大,单位体积内自由电子数减少,族金属原子半径越来越大,单位体积内自由电子数减少,故熔点越来越低,硬度越来越小。故熔点越来越低,硬度越来越小。第二十页,本课件共有64页总总 结结金属键的概念金属键的概念运用金属键的知识解释金属的物理性
16、运用金属键的知识解释金属的物理性质的共性和个性质的共性和个性影响金属键强弱的因素影响金属键强弱的因素第二十一页,本课件共有64页1.1.下列有关金属键的叙述错误的是下列有关金属键的叙述错误的是 ()()A.A.金属键没有方向性金属键没有方向性 B.B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在金属键是金属阳离子和自由电子之间存在 的强烈的静电吸引作用的强烈的静电吸引作用 C.C.金属键中的电子属于整块金属金属键中的电子属于整块金属 D.D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关B练练 习习2.2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是下列有关金属元素特性的叙述正
17、确的是 ()()A.A.金属原子只有还原性金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性金属离子只有氧化性 B.B.金属元素在化合物中一定显正化合价金属元素在化合物中一定显正化合价 C.C.金属元素在不同化合物中化合价均不相同金属元素在不同化合物中化合价均不相同 D.D.金属元素的单质在常温下均为晶体金属元素的单质在常温下均为晶体B第二十二页,本课件共有64页3.金属的下列性质与金属键无关的是金属的下列性质与金属键无关的是()A.金属不透明并具有金属光泽金属不透明并具有金属光泽B.金属易导电、传热金属易导电、传热C.金属具有较强的还原性金属具有较强的还原性D.金属具有延展性金属具有延展性C4.能正确描
18、述金属通性的是能正确描述金属通性的是()A.易导电、导热易导电、导热B.具有高的熔点具有高的熔点C.有延展性有延展性D.具有强还原性具有强还原性AC第二十三页,本课件共有64页5.下列生活中的问题,不能用金属键知识解释的是下列生活中的问题,不能用金属键知识解释的是()A.用铁制品做炊具用铁制品做炊具B.B.用金属铝制成导线用金属铝制成导线 C.C.用铂金做首饰用铂金做首饰 D.D.铁易生锈铁易生锈D6.金属键的强弱与金属金属键的强弱与金属价电子数价电子数的多少有关,价电子数的多少有关,价电子数越多金属键越强;与金属阳离子的越多金属键越强;与金属阳离子的半径大小半径大小也有关,金属也有关,金属阳
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