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Au晶胞中金属原子数目的计算
金属键与金属的特性
1.非金属原子之间通过共价键结合成单质 或化合物,活泼金属与活泼非金属通过 离子键结合形成了离子化合物。那么, 金属单质中金属原子之间是采取怎样的 方式结合的呢?
2.你能归纳出金属的物理性质吗?你知道金 属为什么具有这些物理性质吗?
大多数金属单质都有较高的熔点,说明了什么? 金属能导电又说明了什么?
金属的延展性
++ + +++ + + ++ +
+++ ++ + + + ++
错位
+++ + ++ + + ++ ++++ +++ + +++ +
自由电子
+ 金属离子
金属原子
小结:
共性
金属晶体与性质的关系
导电性
在金属晶体中,存在许多自由电子,自由电子 在外加电场的作用下,自由电子定向运动,因 而形成电流
金属单质中不存在单个 分子或原子。
组成粒子: 金属阳离子和自由电子
“有阳离子而无阴离子” 是金属独有的特性。
作用力: 金属离子和自由电子之间的较强作
用—— 金属键
2. 金属的物理性质
具有金属光泽,能导电,导热,具有良好的延展性,金 属的这些共性是有金属晶体中的化学键和金属原子的堆 砌方式所导致的
(1)导电性 (2)导热性 (3)延展性
有色金属:除铁、铬、锰以外的金属
常见金属:铁、铝等 按储量分
稀有金属:锆、钒、钼
大家都知道晶体有固定的几何外形、有 固定的熔点,水、干冰等都属于分子晶体, 靠范德华力结合在一起,金刚石等都是原子 晶体,靠共价键相互结合,那么我们所熟悉 的铁、铝等金属是不是晶体呢?它们又是靠 什么作用结合在一起的呢?
导热性
由于金属晶体中自由电子运动时与金属离子
碰撞并把能量从温度高的部分传导温度低的 部分,从而使整块金属达到相同的温度
延展性
由于金属晶体中金属键是没有方向性的,各原 子层之间发生相对滑动以后,仍保持金属键的 作用,因而在一定外力作用下,只发生形变而 不断裂
有的金属软如蜡,有的金属硬如钢;有 的金属熔点低,有的金属熔点高,为什 么?
说明金属晶体中存在着强烈的相互作用;金属具有 导电性,说明金属晶体中存在着能够自由流动的电 子。
分析:
通常情况下,金属原子的部分或全 部外围电子受原子核的束缚比较弱,在 金属晶体内部,它们可以从金属原子上 “脱落”下来的价电子,形成自由流动 的电子。这些电子不是专属于某几个特 定的金属离子,是均匀分布于整个晶体 中。
根据下表的数据,请你总结影响金属键的因素 部分金属的原子半径、原子化热和熔点
金属 原子外围电子排布
原子半径/pm 原子化热/kJ·mol-1
Na 3s1 186 108.4
Mg 3s2 160 146.4
Al 3s23p1 143.1 326.4
Cr 3d54s1 124.9 397.5
熔点/℃
97.5 650 660 1900
晶体的概念 晶体:具有规则几何外形的固体。 晶体为什么具有规则的几何外形呢?
构成晶体的微粒有规则排列的结果. 晶胞:反映晶体结构特征的基本重复单位.
晶胞在空间连续重复延伸而形成晶体。
已学过的金属知识 金属的分类
重金属:铜、铅、锌等 按密度分
轻金属:铝、镁等
4.5g/cm3
黑色金属:铁、铬、锰 冶金工业
总结
金属键的概念 运用金属键的知识解释金属的物理
性质的共性和个性 影响金属键强弱的因素
练习
1.下列有关金属键的叙述错误的是 ( B )
A. 金属键没有方向性 B. 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在
的强烈的静电吸引作用 C. 金属键中的电子属于整块金属 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
熔点最高的金属是-------- 钨
密度最小的金属是-------- 锂
密度最大的金属是-------- 锇
硬度最小的金属是-------- 铯
硬度最大的金属是-------- 铬
延性最好的金属是-------- 铂
展性最好的金属是-------- 金
最活泼的金属是---------- 铯 最稳定的金属是---------- 金
2.下列有关金属元素特性的叙述正确的是 ( B ) A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性 B. 金属元素在不相同 D. 金属元素的单质在常温下均为晶体
3. 金属的下列性质与金属键无关的是( C ) A. 金属不透明并具有金属光泽 B. 金属易导电、传热 C. 金属具有较强的还原性 D. 金属具有延展性
1.金属键
(1)定义:
金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。
(2)形成
成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
(3)方向性: 无方向性
常温下,绝大多数金属单质和合 金都是金属晶体,但汞除外,因 汞在常温下呈液态。 金属晶体的熔沸点差别较大。
金属晶体: 通过金属键作用形成的单质晶体
(1)导电性
通常情况下金属晶体内部电子的运动是自 由流动的,但在外加电场的作用下会定向 移动形成电流,所以金属具有导电性。
(2)导热性
金属容易导热,是由于自由电子运动时 与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到 温度低的部分,从而使整块金属达到相同的 温度。
(3)延展性
金属晶体中由于金属离子与自由电子间 的相互作用没有方向性,各原子层之间发生 相对滑动以后,仍可保持这种相互作用,因 而即使在外力作用下,发生形变也不易断裂, 因此在一定强度的外力作用下,金属可以发 生形变,表现为良好的延展性。
如:同一周期金属原子半径越来越小,单位体积
内自由电子数增加,故熔点越来越高,硬度越来越 大;同一主族金属原子半径越来越大,单位体积内 自由电子数减少,故熔点越来越低,硬度越来越小。
熔化时破坏的作用力:金属键
金属阳离子半径越小,所带 电荷数越多,金属键越强, 熔沸点越高,硬度越大。
资
金属之最
料
熔点最低的金属是-------- 汞
金属的熔点、硬度与金属键的强弱有关,金属键的强弱
又可以用原子化热来衡量。原子化热是指1mol金属固体 完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
影响金属键强弱的因素
(1)金属元素的原子半径 (2)单位体积内自由电子的数目
一般而言:
金属元素的原子半径越小,单位体积内自由电 子数目越大,金属键越强,金属晶体的硬度越大, 熔、沸点越高。