1、1第一单元 金属键 金属晶体第 1 课时 金属键与金属特性学习目标定位 认识金属键，能用金属键理论解释金属的一些物理特性，会正确分析金属键的强弱。一、金属键1概念：指金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。2成键微粒：是金属阳离子和自由电子。3特征：没有方向性和饱和性。4存在：存在于金属单质和合金中。金属键的实质：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。例 1 下列关于金属键的叙述中，不正确的是( )A金属元素在化合物中一定显正价B金属键没有饱和性和方向性C金属键是金属原子和自由电子间的相互作用D构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动答案 C解析 金属元素原子的最外层电子数一般较
2、少，原子核对电子的吸引能力较小，易失去电子显正价，A 正确；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，所以构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动，B、D 正确，C 错误。例 2 下列物质中只含有阳离子的物质是( )A氯化钠 B金刚石C金属铝 D氯气答案 C解析 氯化钠是离子化合物，既含阳离子又含阴离子；金属铝中含有阳离子和自由电子；金刚石由原子组成，氯气由分子组成，都不含阳离子，故 C 正确。2理解感悟某物质有阳离子，但不一定有阴离子；而有阴离子时，则一定有阳离子。二、金属的物理性质1金属晶体物理特性分
3、析(1)良好的延展性：金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但不会断裂，故金属晶体具有良好的延展性。(2)良好的导电性：金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动。(3)金属的导热性：是自由电子在运动时与金属离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。2金属键的强弱影响金属晶体的硬度和熔、沸点(1) 金属的原子化热：指 1mol 金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。金属的原子化热可以用来衡量金属键的强弱。(2)金属晶体熔点的变化规律金属的原子化热越大，金属键越强
4、，金属晶体的熔点越高。如KNaMgAl，LiNaKRb。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)。(1)绝大多数金属熔、沸点较高，硬度较大；具有金属光泽，具有良好的导电性、导热性和延展性。(2)金属元素的原子半径(或阳离子半径)越小、单位体积内自由电子的数目(或阳离子所带电荷)越多，金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大。例 3 某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线。当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警， “防盗玻璃”能报警是利用了金属的( )A延展性 B导电性C弹性 D导热性答案 B解析 新型“防盗玻璃”
5、为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线。当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立即报警，说明当玻璃被击碎时，形成闭合回路，利用了金属的导电性，故选 B。例 4 下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是( )AMgAlCa BAlNaLiCAlMgCa DMgBaAl答案 C3解 析 阳 离 子 电 荷 数 ： Al3 Mg2 Ca2 Ba2 Li Na ， 阳 离 子 半 径 ： r(Ba2 )r(Ca2 )r(Na )r(Mg2 )r(Al3 )r(Li )，故 C 正确。金属键的形成1金属键的形成是通过( )A金属原子与自由电子之间的相互作用B金属离子与自由电子之间强烈的相互作用C自
6、由电子之间的相互作用D金属离子之间的相互作用答案 B解析 金属键的形成是通过金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，故选 B。2下列关于金属晶体导电的叙述中，正确的是( )A金属晶体内的电子在外加电场条件下可以发生自由移动B在外加电场作用下，金属晶体内的金属阳离子相对滑动C在外加电场作用下，自由电子在金属晶体内发生定向移动D温度越高导电性越强答案 C解析 金属导电的原理是：在外加电场作用下自由电子发生定向移动，故 A、B 项错误；金属的导电性与温度成反比，即温度越高，导电性越弱，故 D 项错误。3下列性质体现了金属通性的是( )A铁能够被磁铁磁化B铝在常温下不溶于浓硝酸C铜有良好的延展性、导热性
7、和导电性D钠与水剧烈反应放出氢气答案 C解析 金属通性指的是金属的某些共有的性质，如“不透明、有金属光泽、有延展性、导热性、导电性”等。4下列说法错误的是( )4A钠的硬度大于铝B铝的熔、沸点高于钙C镁的硬度大于钾D钙的熔、沸点高于钾答案 A5(1)金属导电靠_，电解质溶液导电靠_。(2)影响金属键强弱的因素有_、_、金属晶体中金属原子的堆积方式等。一般说来，金属键越强，则金属的熔点_，硬度_。答案 (1)自由电子 自由离子 (2)金属原子半径大小 单位体积内自由电子的数目 越高 越大解析 (1)金属能导电是金属中的自由电子在外加电场的作用下发生定向移动，且导电能力随温度升高而减弱，电解质溶液
8、的导电过程实际上是阴、阳离子定向移动的过程。(2)金属键与金属原子的半径、单位体积内自由电子的数目有关，一般情况下，金属原子半径越小，单位体积内自由电子数越多，金属键越强，则金属的熔、沸点越高，硬度越大。对点训练题组一 金属键及其影响因素1金属键的实质是( )A金属离子之间的相互作用B金属原子之间的相互作用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答案 C解析 金属键是金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。2下列有关金属键的叙述错误的是( )A金属键没有饱和性和方向性B金属键中的自由电子属于整块金属C金属的性质和金属固体的形成都与金属键
9、有关D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答案 D解析 金属键没有方向性和饱和性；金属键中的自由电子属于整块金属；金属键是金属阳5离子和自由电子之间的强烈相互作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属的性质及固体的形成都与金属键强弱有关。题组二 金属的物理特性3金属的下列性质中，不能用金属键理论加以解释的是( )A易导电 B易导热C有延展性 D易锈蚀答案 D解析 金属键理论只能解释金属的导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。4金属能导电的原因是
10、( )A金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱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答案 B解析 根据电子气理论，价电子是属于整个晶体的，在外加电场作用下，发生定向移动从而导电，B 项正确。5金属具有延展性的原因是( )A金属原子半径都较大，价电子较少B金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快D自由电子受外力作用时能迅速传递能量答案 B解析 金属晶体具有良好的导电性、导热性、延展性等，其原因都与遍布晶体的“自由电子”有关
11、。金属具有延展性是原子层相对滑动，但金属阳离子与自由电子形成的化学键没有被破坏，故金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用。6在金属中，自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是( )A延展性 B导电性C导热性 D硬度答案 C解析 金属晶体中，自由电子获得能量后，在与金属离子或金属原子的碰撞过程中实现了能量传递，把能量从温度高的区域传到温度低的区域，体现了金属的导热性。67金属具有的通性是( )具有良好的导电性 具有良好的导热性 具有延展性 都具有较高的熔点 都是固体 都具有很大的硬度A BC D答案 A解析 金属并不一定具有较高的熔点，如汞在常温下是液态，钠
12、、钾等的硬度都不大，所以均错误。题组三 由金属键的强弱比较判断金属的熔、沸点8下列晶体中，金属阳离子与自由电子间的作用最强的是( )ANa BMgCAl DK答案 C解析 影响金属键强弱的主要因素有金属原子的半径、单位体积内自由电子的数目等。一般而言，金属原子的半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键就越强，金属阳离子与自由电子间的作用就越强。Na、Mg、Al 均位于第 3 周期，原子半径逐渐减小，价电子数目逐渐增多，所以金属键逐渐增强，其中 Al 的金属键最强，Na 的金属键最弱，而 K和 Na 位于同一主族，且 K 的半径比 Na 大，故 K 的金属键比钠弱。9铝钠合金有着广泛的应用
13、，现有三种晶体：铝、钠、铝钠合金，它们的熔点从低到高的顺序是( )A BC D答案 C解析 三种晶体中，一般合金的熔点低于各组成金属单质的熔点，而铝与钠比较，钠的熔、沸点较低，故答案为 C。10要使金属熔化必须破坏其中的金属键，而原子化热是比较金属键强弱的依据之一。下列说法正确的是( )A金属镁的硬度大于金属铝B金属镁的熔点低于金属钙C金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热D碱金属单质的熔、沸点从 Li 到 Cs 是逐渐增大的答案 C解析 镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，硬度小；因镁离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金7属钙的
14、熔点和沸点高；因镁离子的半径小而所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，原子化热比钠大；从 Li 到 Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小。综合强化11物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属主要性质对应的序号。(每空限选一个)(1)用铝锭制成包装用的铝箔_。(2)用铝制成的高压铝锅_。(3)用铁粉回收照相业废液中的银_。(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆_。答案 (1) (2) (3) (4)解析 (1)用铝箔做包装品材料利用了铝的延展性，故答案为
15、。(2)用铝制成的高压铝锅利用了铝的导热性，故答案为。(3)用铁粉回收照相业废液中的银利用了铁的还原性，故答案为。(4)用铜丝、金属做电缆利用了金属的导电性，故答案为。12工业上生产 Na、Ca、Mg 都是电解其熔融态的氯化物，但钾不能用电解熔融 KCl 的方法制得，因为金属钾易溶于熔融态的 KCl 中而产生危险，难以得到钾，且降低电解效率。现在生产金属钾是用金属钠和熔化的 KCl 反应来制取，有关数据如下：熔点() 沸点() 密度(gcm 3 )Na 97.8 883 0.97K 63.7 774 0.86NaCl 801 1413 2.165KCl 770 1500 升华 1.984工业上
16、生产金属钾的化学方程式和条件是KClNa NaClK= = = = =850 (1)工业上制金属钾主要应用什么原理使反应变为现实？(2)工业上制金属钾时主要运用了上表所列的哪些物理常数，并说明原因。答案 (1)应用平衡移动原理，钾蒸气逸出，使生成物浓度减小，平衡不断向右移动，从而获得金属钾。(2)运用钾、钠、氯化钾、氯化钠的熔点和沸点数据。工业上生产钾时温度是关键，850时 NaCl、KCl、Na 皆为熔融状态，而钾为蒸气，所以利用了钾、钠、氯化钠、氯化钾的熔8点和沸点差异来制取金属钾。13根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。物理性质 物理性质比较银 铜 金 铝 锌 铁导电
17、性(以银为 100) 100 99 74 61 27 17金 铅 银 铜 铁 锌 铝密度/gcm3 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7钨 铁 铜 金 银 铝 锡熔点/3410 1535 1083 1064 962 660 232铬 铁 银 铜 金 铝 铅硬度(以金刚石为 10) 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？(4)上述哪种物理性质与自由电子关系最为密切？答案 (1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制作菜刀、锤子等。(2)银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。(3)因为钨的熔点很高(3410)，而锡的熔点(232)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝制灯泡的灯丝。(4)导电性。解析 在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质，有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，充分利用题中所给信息进行比较解题。
