1、第一单元 金属键 金属晶体,提示 原子的最外层电子数一般不超过3个。提示 有金属光泽、有良好的导热性、导电性和延展性。,1.金属元素的原子有哪些结构特征？,2.金属单质有哪些物理通性？,理解金属键的实质，知道影响金属键强弱的因素，并能用金属键解释金属的某些特征性质。 了解晶体、晶胞的概念，认识金属晶体中微粒间的堆积方式，能从晶胞的角度认识晶体的内部结构。,1.,2.,金属原子的价电子排布一般为_或_，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较_，在金属晶体内部，它们可以从原子上_，形成_。金属原子失去部分或全部外围电子形成的_与_之间有着强烈的相互作用，化学上把这种_与_之间的_称为金属键
2、。,笃学一 金属键与金属特性,1.,ns12,(n1)d110ns12,“脱落”下来,自由流动的电子,金属离子,自由电子,金属离子,强烈的相互作用,弱,自由电子,金属元素原子半径_，单位体积内自由移动电子数目越_，金属键越强。金属硬度的大小，熔沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔沸点越_，硬度越_。,2金属键成键微粒：金属阳离子和自由电子。 3成键条件：金属单质或合金。 4影响金属键强弱的因素,5金属键的强弱对金属单质物理性质的影响,越小,多,高,大,答案 (1)导电性：在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动没有固定的方向性。但是，在外加电场的作用下，自由电子就
3、会发生定向移动而形成电流，故金属易导电。不同的金属其导电能力不同，导电性最好的三种金属依次是银、铜、金。 (2)导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换。当金属的某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)。金属的导热性就是通过自由电子的运动将能量从温度高的区域传递到温度低的区域，最后使整块金属的温度趋于一致。,6金属具有导电性、导热性及延展性的原因？,(3)金属之所以具有延展性是因为：当金属受到外力时，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
4、相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，故金属只发生形变而不断裂，使金属具有良好的延展性。答案 金属晶体熔沸点高低与金属晶体内金属键的强弱有关，一般来说，金属的自由电子数越多，原子半径越小，金属键越强，形成金属晶体熔沸点越高。因此，同周期的金属单质，从左至右熔沸点升高(如Na、Mg、Al)，同主族金属单质，从上到下熔沸点降低(如碱金属)。,7怎样比较金属晶体的熔沸点？,晶体是具有_的固体。通常条件下，大多数金属单质及其合金也是晶体。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切，紧密堆积成晶体。 晶胞：能够反映_。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。 金属原子在二维
5、平面中放置的两种方式：_ (一个原子周围有4个原子)和_ (一个原子周围有6个原子)。,笃学二 金属晶体,1.,2,3,规则几何外形,晶体结构特征的基本重复单位,非密置层,密置层,(1)非密置层排布的原子在第一层上方垂直放第二层、第三层这样的堆积称为_。 (2)密置层原子堆积排列有两种情况。在第一层(A层)上堆积第二层(B层)时，B层原子的中心正好落在A层新形成的其中一类空隙的中心，使两层紧密接触，在此基础上再堆积第三层(C层)时，一种堆积方式是C层与A层相同，这样就形成了“ABABAB”堆积，称为_堆积；另一种堆积方式是C层原子的中心正好落在A层原子新形成的另一类空隙的中心，形成了“ABCA
6、BCABC”堆积，称为_堆 积。 金属晶体中金属原子的常见堆积有_种，对应于三种不同类型的晶胞：_、_，_和_。,4金属原子在三维空间的堆积方式有以下几种,5,立方堆积,六方,面心立方,简单立方,六方,面心立方,体心立方,四,由一种金属与另一种或几种金属或某些非金属融合而成的，具有金属特性的物质叫做合金。合金一般是将各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得的。 合金的性质比单纯的金属更优越 如普通钢中加入15%的铬和约0.5%的镍制不锈钢，铝中加入铜、镁等制成硬铝。 当两种金属的电负性、化学性质和原子半径相差不大时，形成的合金称为金属固熔体，如铜镍、银金合金。这类合金的强度和硬度一般都比组成它的
7、各成分金属的强度和硬度大。,笃学三 合金,2,1.,当两种金属元素的电负性或原子大小相差较大时，形成的合金称为金属化合物，如Ag3Al合金。这类合金通常具有较高的熔点，较大的强度，较高的硬度和耐磨性，但塑性和韧性较低。 原子半径较小的氢、硼、氮等非金属元素渗入过渡金属结构的间隙中，称为金属间隙化合物或金属间隙固熔体。这类合金具有很高熔点和很大的硬度，这主要是填隙原子和金属原子之间存在共价键的原因。,下列有关金属元素的特性的叙述，正确的是 ( )。 A金属元素原子只有还原性，离子只有氧化性 B金属元素在化合物中一定显正化合价 C金属元素在不同的化合物中一定显不同的化合价 D金属元素的单质在常温下
8、均为金属晶体 解析 Fe2能被HNO3氧化表现还原性，A错；金属元素无负化合价，B对；金属元素在不同的化合物中化合价不一定相同，也不一定不同，C错；Hg在常温下呈液态，不是晶体，D错。 答案 B,【慎思1】,金属的下列性质中，与自由电子无关的是 ( )。 A密度大小 B易导电 C延展性好 D易导热 解析 对于金属，其易导电、导热性及延展性均与自由电子有关。 答案 A,【慎思2】,某晶体具有金属光泽，熔点较高，能否由此判断该晶体属于金属晶体_(填“能”或“否”)，判断该晶体是否属于金属晶体的最简单的实验方法是_ _。 解析 具有金属光泽、熔点较高的晶体不一定是金属晶体，有些非金属晶体也具有此性质
9、，但金属晶体固态时能导电，而非金属晶体固态时不导电(石墨除外)。 答案 否 测试该晶体在固态时能否导电,【慎思3】,在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是 ( )。 AMgAlCa BAlNaLi CAlMgCa DMgBaAl 解析 电荷数Al3Mg2Ca2Ba2LiNa，金属阳离子半径：r(Ba2)r(Ca2)r(Na)r(Mg2)r(Al3)r(Li)，则C正确；B中LiNa，D中AlMgBa。 答案 C,【慎思4】,结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题。 (1)已知
10、下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为： 简单立方堆积的是_； 体心立方堆积的是_； 六方堆积的是_； 面心立方堆积的是_。 (2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是_。 A由分子间作用力形成，熔点很低 B由共价键结合形成网状晶体，熔点很高 C固体有良好的导电性、导热性和延展性,【慎思5】,解析 (1)简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方堆积按ABAB方式堆积，面心立方堆积按ABCABC方式堆积，六方堆积常见金
11、属为Mg、Zn、Ti，面心立方堆积常见金属为Cu、Ag、Au。 (2)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。 答案 (1)Po Na、K、Fe Mg、Zn Cu、Au (2)C,金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，下图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为 ( )。,【慎思6】,A321 B1184 C984 D21149,答案 A,合金有许多特点，如钠、钾合金为液体，而Na、K的单质均为固体，据此推断，生铁、纯铁、碳三种物质中熔点最低的是 ( )。 A纯铁 B生铁 C碳 D无法确定 答案 B,【慎思
12、7】,现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色的硬铝制造，取硬铝合金进行如下实验。(每一步试剂均过量),【慎思8】,由此可推知硬铝的组成为 ( )。 AAl、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、Zn CAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na 答案 C,金属键的本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用。影响金属键强弱的因素：主要决定于金属元素的原子半径的大小和单位体积内价电子数的多少。,要点一 | 金属键及其对金属物理性质的影响,1,2金属键成键微粒：金属阳离子、自由电子。 3金属键的特征：无方向性和饱和性。,4,5金属导电与电解质溶液导电的比较,金属的熔点、硬度等取决于金属
13、键的强弱。一般来说，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，因而晶体熔点越高，硬度越大。,6.影响金属单质熔点、硬度的因素,物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，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镁的硬度大于铝 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,【例1】,解析 本题为信息给予题，主要考查学生的自学能力、思维能力和原子结构知识。 根据题目所给予信息：镁和铝的电子层数相同。价电子AlMg，原子半径：AlMg，金属键强弱MgCa，所以B不正确，用以上比较方法可推出：
14、价电子数MgK；原子半径：MgK，硬度：MgK，所以C正确。钙和钾元素位于同一周期，价电子数：CaK；原子半径：KCa，金属键：CaK；熔点：CaK，所以D正确。 答案 AB,“三看”确定原子半径大小：先看层(电子层)层多半径大；层同看核(核电荷数)，核大半径小；核(核电荷数)同看电子(核外电子)，电子多半径大。,在核电荷数为118的元素中，其单质属于金属晶体的有_，这些金属晶体中，密度最小的是_，地壳中含量最多的是_，熔点最低的是_，既能与酸，又能与碱反应的是_，单质的还原性最强的是_。 解析 金属元素在周期表中的位置，一般可根据周期、族和主族序数来推断。凡是周期序数大于主族序数的元素为金属
15、元素。若两序数相等的元素一般为既能与酸又能与碱反应的金属元素。周期序数小于主族序数的元素一般为非金属元素。 答案 Li、Be、Na、Mg、Al Li Al Na Al Na,【体验1】,要点二 | 金属和金属晶体,1.金属晶体结构,构成粒子：金属原子（金属阳离子、自由电子） 作用力：金属阳离子与自由电子间强烈的相互作用,2.物理性质,相同点：有金属光泽、易导电、易导热、有良好的延展性 不同点：熔点高低不同，硬度大小不同,3.金属的分类,常见金属：Fe、Cu、Al等 稀有金属：钼、锆、铌等,分 类 依 据,冶金 工业,黑色金属：Fe、Cr、Mn 有色金属：Fe、Cr、Mn以外的金属,密度 大小,
16、重金属（4.5 gcm-3):Fe、Cu等 轻金属（4.5 gcm-3):Mg、Al等,地壳中 的含量,（1）在生活生产中使用最广泛的金属是铁（一般是铁与碳的合金）； （2）地壳中含量最多的金属元素是铝（Al）； （3）自然界中最活泼的金属元素是铯（Cs）； （4）最稳定的金属单质是金（Au）； （5）最硬的金属单质是铬（Cr）； （6）熔点最高的金属单质是钨（3 413 ）（W）； （7）熔点最低的金属单质是汞（39 ）（Hg）； （8）延展性最好的是金（Au）； （9）导电性能最好的是银（Ag）； （10）密度最大的是锇（22.57 gcm3）（Os）。两种或两种以上的金属（或金属与非金属
17、）的融合体。,4.金属之最,5.合金,铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是 （ ）。 A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高 解析 根据铝镁合金具有的性质及其用途来看，导电性好与这些用途无关。 答案 B,【例2】,通常，合金的某些性质比纯金属更优越。,下列性质不属于合金性质的是 （ ）。 A.合金的熔点一般比组成它的任一组分的熔点都低 B.合金比组成它的任一组分的硬度都大 C.合金是混合物 D.Mg、Al组成的合金不与盐酸反应 解析 考查合金的性质，A项是合金的性质，正确；B项不一定，合金的
18、机械强度优于组分金属，但不一定是硬度；C项是合金的性质，正确；D项合金是混合物，所以化学性质与组分金属相同，D项错。 答案 BD,【体验2】,1.三维空间模型常见的四种结构,要点三 | 堆积模型与晶胞,晶胞绝不是孤立的几何体，它的上、下、左、右的位置都有完全等同的晶胞与之相邻，把一个晶胞平移到另一个晶胞的位置，不会察觉到是否移动，这就决定晶胞的8个顶点、平行的面以及平行的棱一定是完全等同的。,2.晶胞的特点,晶胞是晶体中的最小重复单位，对于立方体型的晶胞，在求晶胞中粒子个数比时：,3.晶胞中微粒个数的计算,金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。,【例3】,（1）金晶体每个晶胞中含有 个金原子。 （2）欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定 。 （3）一个晶胞的体积是 。 （4）金晶体的密度是 。,已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 （ ）。,【体验3】,A.ZXY3 B.ZX2Y6 C.ZX4Y8 D.ZX8Y12,单击此处进入 活页规范训练,
