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(共24张PPT)
　　第一单元　金属键　金属晶体
课时1　金属键与金属特性　晶胞
专题3　微粒间作用力与物质性质
[学习目标]
1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能结合原子半径、单位体积内自由电子数目、原子化热解释和比较金属单质性质的差异，促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展(重点)。
2.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展(难点)。
新课导入
金属有哪些物理共性呢？ 金属为什么具有这些物理共性呢
金属有光泽、导电、传热、有延展性；
由晶体中的化学键和原子堆积方式所决定。
一、金属键与金属特性
1.金属键
概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。
形成：金属原子的部分或全部外围电子从原子上“脱落”下来，形成自由移动的电子。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存在着强烈的相互作用。
实质：
一种电性作用。
特征：
(1)无方向性和饱和性。
(2)金属键中自由电子在整个三维空间里运动。
2.金属的特性
(1)金属的物理特性
①导电性
②导热性
自由电子把能量传给金属离子（或金属原子）。把能量从温度高的区域传到温度低的区域。
外电场
冬天感觉金属制品比木制品更凉
在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流。
一、金属键与金属特性
(1)金属的物理特性
③延展性
金属键没有方向性，受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用。
受外力
一、金属键与金属特性
(2)金属键强弱的影响因素
铯——熔点(28.7 ℃），汞——熔点最低 (﹣38.9 ℃)，钨——熔点最高(3 410 ℃)
铯 汞
金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。
一、金属键与金属特性
一、金属键与金属特性
(2)金属键强弱的影响因素
①金属的原子化热
是指1 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影响金属键强弱的主要因素
金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。
一、金属键与金属特性
思考交流
一、金属键与金属特性
1.正误判断
(1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在
(2)金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
(3)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱
(4)不存在只有阳离子，而没有阴离子的物质
×
√
√
×
思考交流
2.下表给出了部分金属的原子半径、原子化热：
金属 Na Mg Al Cr
原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
原子化热/(kJ·mol-1) 108.4 146.4 326.4 397.5
根据上表数据，思考下列问题。
(1)金属Na、Mg、Al的熔点高低顺序是　　　 　。
Al>Mg>Na
一、金属键与金属特性
思考交流
金属 Na Mg Al Cr
原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1
原子半径/pm 186 160 143.1 124.9
原子化热/(kJ·mol-1) 108.4 146.4 326.4 397.5
(2)金属键的强弱与金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目有关，请总结金属键、金属熔、沸点与原子半径、自由电子数目间的规律：
____________________________________________________________________________________________________________。
一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高
一、金属键与金属特性
金属中的金属键越强，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、沸点逐渐升高。
(2)同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点逐渐降低。
(3)一般来说，合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。
(4)金属的熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低，而铁等金属熔点很高。
一、金属键与金属特性
归纳总结
二、晶体的常识
玻璃
炭黑
如何区分晶体与非晶体？
两者的本质区别？
非晶体
雪花 石英（SiO2） 金属铜晶体 硫酸铜（CuSO4·5H2O）
晶体
具有规则的几何外形；
大多数金属单质是晶体。
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列。
对固体进行X射线衍射实验
石英晶体
(Si、O原子规则排列)
硅石玻璃体
(Si、O原子不规则排列)
二、晶体的常识
1.晶体的概念
内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现有规则的重复排列，外观具有规则几何外形的固体物质。
如金刚石、食盐、干冰、大多数金属单质及其合金等。
2.晶体的基本特性
(2)区分晶体和非晶体的方法：X射线衍射。
①有规则的几何外形。
②有固定的熔点。
二、晶体的常识
(1)基本特性
3.晶胞
能够反映晶体结构特征的基本重复单位。相邻晶胞之间没有任何间隙，并置排列。
二、晶体的常识
常规的晶胞都是平行六面体。
铜的晶胞模型
晶胞堆积成晶体
思考交流
二、晶体的常识
1.正误判断
(1)晶胞是晶体结构的基本单元
(2)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同
(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞
(4)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成
√
×
×
×
思考交流
二、晶体的常识
2.判断下列六面体是否是晶胞。
A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。
B、C、D图中的晶体结构，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。
思考交流
3.晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单位，在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。已知某晶体的晶胞如图：
(1)位于顶点上的微粒为　　个晶胞共有。
(2)位于面心上的微粒为　　个晶胞共有。
(3)该晶胞平均含有的微粒数是　　。
8
2
4
二、晶体的常识
晶胞中微粒的计算方法——均摊法
均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞所共享，则该微粒就有属于该晶胞。
长方体(或正方体)晶胞中微粒数的计算
归纳总结
二、晶体的常识
顶角： 棱上： 面上： 内部：1
自我测试
1.下列叙述错误的是
A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子
B.金属晶体内部都有自由电子
C.金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子
D.金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性
√
自我测试
2.有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为
A.Ti14C13 B.TiC
C.Ti4C4 D.Ti4C3
√
自我测试
3.如图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图。
平均含有的原子数：钠____个；锌____个；碘____个；金刚石____个。
2
2
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本课结束

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