江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮
1、掌握金屬鍵和電子氣理論2、能用電子氣理論和金屬晶體的有關(guān)知識(shí)解釋金屬的性質(zhì)
思考1:從上述金屬的應(yīng)用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢?
一、金屬共同的物理性質(zhì)
容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等
思考2:金屬為什么具有這些共同性質(zhì)呢?
1、電子氣理論：由于金屬原子的最外層電子數(shù)較少,容易失去電子成為金屬離子,金屬原子釋放出的價(jià)電子不專門屬于某個(gè)特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個(gè)金屬中自由運(yùn)動(dòng),這些電子又稱為自由電子。金屬脫落下來的價(jià)電子幾乎均勻分布在整個(gè)晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把所有金屬原子維系在一起。
2、金屬鍵：金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用叫做金屬鍵（電子氣理論）
3、金屬晶體：通過金屬鍵結(jié)合形成的單質(zhì)晶體。金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體
特征：金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的鍵，這種鍵既沒有方向性，也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動(dòng)，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性。
4、電子氣理論對(duì)金屬的物理性質(zhì)的解釋
在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電的“電子氣”（自由電子），這些電子氣的運(yùn)動(dòng)是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。不同的金屬導(dǎo)電能力不同，導(dǎo)電性最強(qiáng)的三中金屬是：Ag、Cu、Al
水溶液或 熔融狀態(tài)下
思考：電解質(zhì)在熔化狀態(tài)或溶于水能導(dǎo)電，這與金屬導(dǎo)電的本質(zhì)是否相同？
“電子氣”（自由電子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的“電子氣”（自由電子）能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子?！半娮託狻保ㄗ杂呻娮樱┰跓岬淖饔孟屡c金屬原子頻繁碰撞從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。
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)改變原來的排列方式，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，所以在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變金屬鍵不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。
【總結(jié)】金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
(4)、金屬光澤和顏色
由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。 當(dāng)金屬成粉末狀時(shí)，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。
影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素： 金屬陽離子所帶電荷越多、離子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)。 一般情況下，金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定。金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就相應(yīng)越高，硬度也越大。
金屬原子價(jià)電子越多，原子半徑越小，金屬離子與自由電子的作用力就越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)就越高，反之越低。
【思考4】已知堿金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而遞減，試用金屬鍵理論加以解釋。 【思考5】試判斷鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點(diǎn)和硬度的大小。
同周期元素，從左到右，價(jià)電子數(shù)依次增大，原子（離子）半徑依次減弱，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次增強(qiáng)，故鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點(diǎn)和硬度的大小順序是：鈉＜鎂＜鋁。
同主族元素價(jià)電子數(shù)相同（陽離子所帶電荷數(shù)相同），從上到下，原子（離子）半徑依次增大，則單質(zhì)中所形成金屬鍵依次減弱，故堿金屬元素的熔沸點(diǎn)隨原子序數(shù)的增大而遞減。
1、金屬晶體熔點(diǎn)變化較大，與金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵的強(qiáng)弱有密切關(guān)系．
熔點(diǎn)最低的金屬：汞（常溫時(shí)成液態(tài)）；熔點(diǎn)很高的金屬：鎢（3410℃）；鐵的熔點(diǎn)：1535 ℃
2、一般情況下，金屬晶體熔點(diǎn)由金屬鍵強(qiáng)弱決定： 金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多， 金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就相應(yīng)越高，硬度也越大。但金屬性越弱如：K Na Mg Al Li Na K Rb Cs
熔點(diǎn)最低的金屬是--------
汞 [-38.87℃]
熔點(diǎn)最高的金屬是--------
密度最小的金屬是--------
鋰 [0.53g/cm3]
密度最大的金屬是--------
鋨 [22.57g/cm3]
硬度最小的金屬是--------
硬度最大的金屬是--------
最活潑的金屬是----------
最穩(wěn)定的金屬是----------
延性最好的金屬是--------
鉑[鉑絲直徑： mm]
展性最好的金屬是--------
金[金箔厚： mm]
知識(shí)回顧：三種晶體類型與性質(zhì)的比較
相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體
分子間以范德華力相結(jié)合而成的晶體
金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅
Au、Fe、Cu、鋼鐵等
為什么堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下逐漸降低，而鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)從上到下卻升高？
1、金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（ ） A.金屬離子間的相互作用 B．金屬原子間的相互作用 C.金屬離子與自由電子間的相互作用 D.金屬原子與自由電子間的相互作用2、金屬能導(dǎo)電的原因是（ ） A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的 相互作用較弱 B．金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng) C．金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動(dòng) D．金屬晶體在外加電場作用下可失去電子
3、下列敘述正確的是（ ） A.任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子 B．原子晶體中只含有共價(jià)鍵 C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵 D．分子晶體中只存在分子間作用力，不含有其他化學(xué)鍵
金屬鍵的成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子。存 在于金屬單質(zhì)和合金中。金屬鍵的特征：自由電子可以在整塊金屬中自由 移動(dòng)，因此金屬鍵沒有方向性和飽和性。
金屬鍵的本質(zhì)：“電子氣理論”(自由電子理論)　　金屬原子脫落來的價(jià)電子形成遍布整個(gè)晶體的“電子氣”,被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。

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第三節(jié) 金屬晶體

版本： 人教版 (新課標(biāo))

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