331金属晶体与离子晶体（1）知识点专题突破专项训练模式导学案.docx

金属晶体与离子晶体（1）导学学案

课程内容：金属键定义.成键微粒.本质.特征.影响因素;金属晶体定义.类别.结构.性质

1.?学习目标

⑴理解金属键的概念、本质和特征，了解影响金属键强弱的因素.

⑵能用金属键理论解释金属的导电性、导热性、延展性等典型性质.

⑶了解晶体、晶胞的概念，能借助模型说明常见金属晶体中晶胞的构成，并能用均摊法分析晶胞组成.

2.重点

⑴金属键的概念、本质和特征.

⑵金属晶体的结构特点，如面心立方堆积、体心立方堆积和六方最密堆积等.

⑶金属的物理性质与金属键、金属晶体结构之间的关系.

3.难点

⑴金属键的形成过程及自由电子在其中的运动规律.

⑵根据原子排列方式判断金属晶体的结构类型.

⑶从微观角度解释金属的导电性、导热性、延展性以及熔点、硬度等物理性质.

4.核心素养

⑴宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识金属的物理性质，如导电性、导热性、延展性等，并能从微观角度理解金属键和金属晶体结构对这些性质的影响.

⑵证据推理与模型认知：通过对金属键和金属晶体结构模型的学习，培养运用模型解释化学现象和解决问题的能力，如利用均摊法分析晶胞组成等，同时能根据相关证据推理金属性质与结构之间的关系.

⑶科学探究与创新意识：通过探究金属键与金属晶体的性质，提高科学思维能力，培养创新意识，如设计实验探究金属的导电性等.

⑷科学态度与社会责任：了解金属键和金属晶体在生活、生产中的应用，认识化学学科对社会发展的重要贡献，培养科学态度和社会责任感，如关注金属腐蚀问题及防护措施等.

第一部分：课业知识精讲

一、金属键

1.?定义：金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用称为金属键。在金属晶体中，金属原子失去价电子形成金属阳离子，这些价电子不再固定于某个金属阳离子，而是在整个晶体中自由运动，形成“电子气”，金属阳离子与“电子气”之间的静电作用就是金属键。

2.成键粒子：金属阳离子和自由电子.

3.?本质：是一种电性作用，包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，以及自由电子之间、金属阳离子之间的静电排斥作用，当引力与斥力达到平衡时，形成稳定的金属键结构。

4.?特征

⑴电子气：电子气不属于某个特定金属阳离子，可在整块固态金属中自由移动.

⑵无方向性：金属键的形成不依赖于电子云的重叠方向，与离子键和共价键不同，它没有固定的方向要求，使得金属原子在晶体中可以相对自由地排列。

⑶无饱和性：一个金属阳离子周围可以吸引尽可能多的自由电子，不局限于某个固定数目，因此金属原子可以在空间以多种方式堆积形成晶体。

5.?影响金属键强弱的因素

⑴金属阳离子半径：阳离子半径越小，对自由电子的吸引力越强，金属键越强，金属性越弱。例如，Cs、Rb、K、Na、Li，原子半径依次减小，金属键强度：CsRbKNaLi，熔点：CsRbKNaLi、硬度：CsRbKNaLi。同主族从上到下金属原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，金属性逐渐增强。

⑵价电子数：价电子数越多，自由电子越多，金属键越强，金属性越弱。例如：NaMgAl，铝、镁的价电子数多于钠，其金属键更强。

二、金属晶体

1.?定义：金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成的晶体。除汞（Hg）外，在常温下金属单质都是晶体。

2.类别：金属单质和合金都是金属晶体。

3.?金属晶体的结构特点

⑴紧密堆积：如同硬球紧密堆积，金属原子在晶体中尽可能紧密排列，以降低体系能量，形成多种堆积方式，如简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积等。

⑵配位数：指一个金属原子周围、紧邻的金属原子数目。不同堆积方式配位数不同，如简单立方堆积配位数为6，体心立方堆积配位数为8，面心立方最密堆积和六方最密堆积配位数均为12。

4.?金属晶体的物理性质

⑴导电性：金属晶体中的自由电子在外加电场作用下定向移动形成电流，所以金属具有良好导电性。温度升高时，金属阳离子振动加剧，阻碍自由电子定向移动，电阻增大，导电性减弱。

⑵导热性：自由电子在热的作用下与金属阳离子频繁碰撞，将热量快速传递，使金属晶体有良好导热性，热导率一般较高。

⑶延展性：当金属受外力作用时，原子层相对滑动，金属键不断裂，排列方式不变，电子气起类似润滑剂作用，使金属有良好延展性。合金中因掺入其他原子，层间滑动困难，延展性差、硬度大.

⑷熔点和硬度：金属键越强，金属晶体的熔点越高、硬度越大。例如，钨（W）的金属键很强，其熔点高达3410℃，硬度也较大；而钠（Na）的金属键较弱，熔点较低（97.81℃），硬度较小。在已知金属元素中，铬是最硬的金属。

5.金属晶体晶胞的四种堆积方式

①简单立方晶胞：由8个顶点原子构成，原子位于晶胞的顶点，晶胞内部无其他原子。如金属Po采用简单立方堆积方式，其晶胞中原子个数为8*1/8