課題
《金屬晶體與離子晶體》
單元
3
學(xué)科
化學(xué)
年級(jí)
高二
教材
分析
本章內(nèi)容比較系統(tǒng)地介紹了晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，內(nèi)容比較豐富。第三章作為選修性必修2結(jié)尾章，與前兩章一起構(gòu)成“原子、分子、晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”三位一體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的基本內(nèi)容。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第三章《晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三節(jié)《金屬晶體與離子晶體》第一課時(shí)。
本節(jié)安排了“金屬鍵與金屬晶體”這部分內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，能了解金屬鍵的本質(zhì)，能用“電子氣理論”解釋金屬的物理性質(zhì)。能辨識(shí)常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中構(gòu)成微粒及微粒間作用，并解釋金屬的物理性質(zhì)。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
宏觀辨識(shí)與微觀探析：能辨識(shí)常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中構(gòu)成微粒及微粒間作用。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能利用“電子氣理論”解釋金屬的物理性質(zhì)。
重點(diǎn)
難點(diǎn)
金屬鍵與金屬晶體
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
舊知回顧：
分子晶體：干冰
構(gòu)成微粒：分子
微粒間作用力：分子間作用力
原子晶體：金剛石
構(gòu)成微粒：原子
微粒間作用力：共價(jià)鍵
思考：金屬有哪些物理性質(zhì)？
容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。
為什么金屬能夠?qū)щ?、?dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤？
什么作用力使金屬保持固定的形狀？
思考
通過思考，引發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
講授新課
第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體
第一課時(shí) 金屬鍵和金屬晶體
一、金屬鍵和金屬晶體
1.定義
金屬（除汞外）在常溫下都是晶體，稱其為金屬晶體。
2.構(gòu)成微粒
金屬陽離子和自由電子。
3.微粒間作用
金屬鍵。
【過渡】金屬的結(jié)構(gòu)就好像很多硬求一層一層很緊密地堆積，每一個(gè)金屬原子的周圍有較多相同的原子圍繞著。在金屬晶體中，原子之間以金屬鍵相互結(jié)合。那么金屬鍵的本質(zhì)是什么呢？
描述金屬鍵本質(zhì)的最簡(jiǎn)單理論是“電子氣理論”。該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。由此可見，金屬晶體跟共價(jià)晶體一樣，是一種“巨分子”。
金屬鍵無飽和性和方向性。
4.金屬的導(dǎo)電性
電子氣理論還十分形象地用電子氣在電場(chǎng)中定向移動(dòng)解釋金屬良好的導(dǎo)電性。
不同金屬導(dǎo)電能力不同，導(dǎo)電性較強(qiáng)的三種金屬是
Ag、Cu、Al
金屬晶體有導(dǎo)電性，但能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是金屬。例如，石墨有導(dǎo)電性卻屬于非金屬。還有一大類能導(dǎo)電的有機(jī)高分子化合物，也不屬于金屬。
5.金屬的導(dǎo)熱性
電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞解釋金屬的電導(dǎo)率隨溫度升高而降低的現(xiàn)象。
6.金屬的延展性
電子氣理論還可以用來解釋金屬材料良好的延展性。當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉淼呐帕蟹绞?，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。
7.金屬的光澤性
金屬晶體對(duì)輻射具有良好的反射性能，金屬中自由電子可以吸收波長極廣的光，并重新反射出來。
金屬晶體不透明且有金屬光澤。
思考：金屬晶體有導(dǎo)電性，能導(dǎo)電的物質(zhì)都屬于金屬晶體嗎？
不一定。常溫下金屬汞也能導(dǎo)電NaCl 溶液、熔融態(tài) NaCl石墨、聚乙炔等也能導(dǎo)電以上物質(zhì)都不屬于金屬晶體。
思考：金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)導(dǎo)電有什么不同？
思考：合金的硬度一般比成分金屬大，你知道其中的原因嗎？
當(dāng)向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時(shí)，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小而堅(jiān)硬的沙土或碎石一樣，會(huì)使這種金屬的延展性和硬度發(fā)生改變。
思考：
鈉：熔點(diǎn)較低、硬度較小
鎢：熔點(diǎn)最高
鉻：硬度最大
【課堂練習(xí)】
1．判斷正誤(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“×”。)
(1)金屬在常溫下都是晶體( )
(2)金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用( )
(3)金屬晶體在外力作用下，各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，金屬鍵被破壞( )
(4)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高，分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低( )
(5)金屬晶體除了純金屬還有大量的合金( )
(6)有機(jī)高分子化合物一定不能導(dǎo)電( )
(7)金屬的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低( )
答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√
2.下列敘述正確的是( )
A．任何晶體中，若含有陽離子，就一定含有陰離子
B．金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬陽離子間的相互作用
C．價(jià)電子數(shù)越多，金屬元素的金屬性越強(qiáng)
D．含有金屬元素的離子不一定是陽離子
解析:選D。金屬晶體中雖存在陽離子，但沒有陰離子，A錯(cuò)誤；金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在金屬陽離子與自由電子之間的相互作用，B錯(cuò)誤；價(jià)電子數(shù)多的金屬元素的金屬性不一定強(qiáng)，如Fe的價(jià)電子數(shù)比Na多，但Fe的金屬性卻沒有Na的強(qiáng)，C錯(cuò)誤；含有金屬元素的離子不一定是陽離子，如AlO2-是陰離子，D正確。
3.下列關(guān)于金屬鍵的敘述中不正確的是( )
A．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間強(qiáng)烈的相互作用，其實(shí)質(zhì)與離子鍵類似，也是一種電性作用
B．金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈的相互作用，所以與共價(jià)鍵類似，也有方向性和飽和性
C．金屬鍵是金屬陽離子和“自由電子”間的相互作用，金屬鍵無飽和性和方向性
D．構(gòu)成金屬鍵的“自由電子”在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動(dòng)
解析:選B。從構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的性質(zhì)看，金屬鍵與離子鍵的實(shí)質(zhì)類似，都屬于電性作用，特征都是無方向性和飽和性；自由電子是由金屬原子提供的，并且在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為整個(gè)金屬中的所有陽離子所共有，從這個(gè)角度看，金屬鍵與共價(jià)鍵有類似之處，但兩者又有明顯的不同，如金屬鍵無方向性和飽和性。
4.金屬晶體熔、沸點(diǎn)的高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是( )
A．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鋁
B．堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的
C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉
D．金屬鎂的硬度小于金屬鈣
答案：C
5.試用金屬鍵解釋Na、Mg、Al的熔點(diǎn)逐漸升高的原因。
答案：Na、Mg、Al的原子半徑逐漸減小，價(jià)電子數(shù)逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)，熔點(diǎn)逐漸升高。

思考
認(rèn)真思考
能辨識(shí)常見的金屬晶體，能從微觀角度分析金屬晶體中構(gòu)成微粒及微粒間作用。
能利用“電子氣理論”解釋金屬的物理性質(zhì)。
檢測(cè)反饋
課堂小結(jié)
一、金屬鍵與金屬晶體
板書
一、金屬鍵與金屬晶體

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第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修2

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