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1、2022年高三化学教材教案金属晶体本周教学内容金属晶体的结构；运用金属晶体的结构解释金属晶体的一些物理性质。要点精析1.晶体结构：金属原子结构的共同特征是：最外层电子数较少，一般在4个以下；原子半径较大。这种结构特点使其原子易失去价电子而变成金属离子，释放出的价电子在整个晶体中可以自由运动，被称为“自由电子”。它不再属于哪个或哪几个指定的金属离子，而是整块金属的“集体财富”，它们在整个晶体内自由运动，所以有人描述金属内部的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”，这种描述正是自由电子的特征决定的。金属阳离子与自由电子之间存在着较强的作用，因而使金属离子相互结合在一起，形成金属晶体。通过金属
2、离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。汞在常温下是液态，这是金属晶体中的一个特例。汞仍然是金属，冷却到其熔点以下，它可形成晶体，晶体的类型依旧是金属晶体。金属晶体结构中，金属原子一层一层紧密地堆积着排列。离子晶体和分子晶体的结构是最小重复单元在空间的无限延伸；原子晶体的结构是原子形成的空间网状结构；金属晶体的结构是金属原子一层一层紧密堆积的。金属原子的价电子比较少，价电子跟原子核的联系又比较松弛，金属原子容易失去电子。因此，金属的结构实际上是金属原子释出电子后所形成的金属离子按一定规律堆积的（以一定的紧密形式堆积）。释出的价电子在整个晶体里自由地运动着，这些电子叫做自由电子
3、。在金属晶体里自由电子并不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体里，被许多金属离子所共有。2、金属的物理性质金属在常温下，一般大多都是晶体（除汞外），有金属光泽、不透明、容易导电、导热、有延展性。理解这些物理性质的时候要把握好共性与特殊性，如金属一般有金属光泽，但铜是红色的、铅是蓝白色的、金是黄色的等。同时要把握好物理性质与金属晶体结构的关系：导电性：自由电子在外加电场电场作用下定向移动。金属晶体的导电性与金属晶体中自由电子有关在外加电场条件下，自由电子定向运动而形成电流。金属晶体在固态时能导电，是因为自由电子定向移动而形成电流。离子晶体在固态时则不能导电，因为此时阴、阳离子
4、不能自由移动，在熔融或水溶液状态下，阴、阳离子可自由移动，离子晶体才能导电。不同的金属有不同的导电能力，导电性最强的三种金属依次是Ag、Cu、Al。导热性：自由电子受热的运动速率加快，碰撞中能够传递热量。金属的导热性其实也与自由电子有关，自由电子在运动时经常跟金属离子相碰撞，发生能量的交换。当某部分金属受热时，获得能量的自由电子会发生运动和碰撞将能量从温度高的部分传到温度低的部分，最后使整块金属的温度趋于一致。金属的导热性可解释冬天时金属制品比木制品更“凉”的现象，原因是当人接触到金属时，金属很快就将热量从人体导到环境中；当人接触到木制品时，因木制品是热的不良导体，从而不易将人体热量导出。有延
5、展性：外力作用下，金属原子会因层与层之间相对滑动而变形，但并不改变金属微粒间的相互作用，只发生形变而不致断裂变形。延展性事实上是延性和展性的合称。延性是指拉成细丝，展性是指轧成薄片。金属具有延展性是因为金属在外力的作用下，金属晶体内的原子层发生错动，但由于金属离子与自由电子的作用没有方向性，从而这种作用仍能保持，不致断裂。不同的金属有不同的延展性，延展性较好的是金，例如，1g黄金能拉成长度为3.2km的细丝，也可压成厚度为1104mm的薄片。离子晶体为何无延展性？ 离子晶体内部阴、阳离子按一定规律交错排列，当离子晶体在外力作用下发生错动时，阳离子和阳离子互相接近，阴离子和阴离子互相接近，产生排
6、斥力，晶体沿着力的作用面破裂，故离子晶体没有延展性。以熔、沸点为例可以看出金属晶体的差别。金属晶体的熔、沸点可能较低，如Hg，常温时是液态，也可能很高，如W，可达三千多度。金属原子的价电子越多，原子半径越小，金属离子与自由电子的作用力就越强，晶体的熔、沸点就越高；反之，亦然。例如，熔、沸点：NaMgKNaK合金。解题能力培养 1、金属晶体结构与物理性质关系例1 金属钠能导电、导热、具有延展性，而氯化钠通常没有上述性质，为什么？分析 物质的性质与其内部结构密切相关，解答本题时，应从金属钠和氯化钠所属晶体的结构不同去分析。金属钠属于金属晶体，在金属钠晶体中存在钠离子与自由电子间的较强的相互作用。在
7、外电场作用下金属钠中的自由电子作定向运动，形成电流，所以钠易导电。同样是自由电子的作用，可以引起自由电子与金属离子之间的能量交换或当金属受外力作用时，金属晶体中各原子层会发生相对滑动，产生形变。氯化钠属于离子晶体，离子晶体中由于阴、阳离子间存在着静电作用，使阴、阳离子不能发生自由移动，因而氯化钠晶体就没有上述这些性质。2、金属晶体中的微粒例2在单质的晶体中一定不存在的微粒是（ ）A、原子 B、分子 C、阴离子 D、阳离子分析单质晶体可能有：硅、金刚石原子晶体，P、S、Cl2分子晶体，Na、Mg金属晶体，在这些晶体中，构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属离子和自由电子。因此A、B、D不符合选项。
8、C中阴离子只存在于离子晶体中，构成离子晶体的微粒是阴、阳离子，所以离子晶体不可能形成单质晶体。正确答案C3、各晶型熔、沸比较例3下列晶体中，熔点最高的化合物是（ ）A、金刚石 B、食盐 C、石英 D、铝分析上述四种物质中，属化合物的只有食盐（NaCl）和石英（SiO2），因此熔点的比较只限于此两种物质。石英为原子晶体，食盐属离子晶体，所以石英的熔点要比食盐高。正确答案C4构成晶体的基本粒子及其相互间的作用例4（2000全国）下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（ ）A食盐和蔗糖熔化B钠和硫熔化C碘和干冰升华D二氧化硅和氧化钠熔化分析 根据构成晶体的粒子种类以及它们之
9、间的相互作用不同来判断A中食盐为离子晶体，熔化时破坏的是离子键；蔗糖为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力B中钠为金属晶体，熔化时破坏的是金属键；硫为分子晶体C中碘和干冰同为分子晶体D中二氧化硅为原子晶体，熔化时破坏的是共价键；氧化钠为离子晶体A、B、D选项中各对物质均不属于同类晶体，其粒子间的相互作用也就不属于同一类型选项C中碘和干冰均属于分子晶体，它们升华时，克服的是很弱的分子间作用力，属于同种类型正确答案C5晶体的物理性质例5（2002上海）在下列有关晶体的叙述中错误的是（ ）A、离子晶体中，一定存在离子键B、原子晶体中，只存在共价键C、金属晶体的熔、沸点均很高D、稀有气体的原子能形成分子晶体分析金属晶体的熔、沸点可能比较高，如金属钨的熔点可达3410 ；而金属汞的熔点较低，常温下呈液态，故C的说法是错误的。构成稀有气体的微粒是原子，或者说是单原子分子，以范德华力相结合成分子晶体，因此D选项的说法是正确的。正确答案C
2022年高三化学教材教案金属晶体
