2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專(zhuān)題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 第一單元 第1課時(shí) 金屬鍵與金屬特性學(xué)案 蘇教版選修3.docx
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第1課時(shí) 金屬鍵與金屬特性 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 認(rèn)識(shí)金屬鍵,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理特性,會(huì)正確分析金屬鍵的強(qiáng)弱。 一 金屬鍵的概念 1.鈉原子、氯原子能夠形成三種不同類(lèi)別的物質(zhì): (1)化合物是NaCl,其化學(xué)鍵類(lèi)型是離子鍵。 (2)非金屬單質(zhì)是Cl2,其化學(xué)鍵類(lèi)型是共價(jià)鍵。 (3)金屬單質(zhì)是Na,根據(jù)金屬單質(zhì)能夠?qū)щ?,推測(cè)金屬單質(zhì)鈉中存在的結(jié)構(gòu)微粒是Na+和自由電子。 2.由以上分析,引伸并討論金屬鍵的有關(guān)概念: (1)金屬鍵是指金屬離子與自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用。 (2)金屬鍵的成鍵微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子。 (3)金屬鍵存在于金屬單質(zhì)和合金中。 [歸納總結(jié)] 1.金屬鍵的實(shí)質(zhì):金屬陽(yáng)離子與自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用。 2.金屬鍵的特征:沒(méi)有飽和性和方向性。 [活學(xué)活用] 1.下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性 B.金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用 C.金屬鍵中的自由電子屬于整塊金屬 D.金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān) 答案 B 解析 金屬原子脫落下來(lái)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,故金屬鍵無(wú)飽和性和方向性;金屬鍵中的自由電子屬于整塊金屬共用;金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用,既包括金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的靜電吸引作用,也包括金屬陽(yáng)離子之間及自由電子之間的靜電排斥作用;金屬的性質(zhì)及金屬固體的形成都與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān)。 2.下列物質(zhì)中含有陽(yáng)離子的單質(zhì)是( ) A.氯化鈉B.金剛石 C.金屬鋁D.氯氣 答案 C 解析 選項(xiàng)A、C中含有陽(yáng)離子,但氯化鈉是離子化合物,故選項(xiàng)C正確,A不正確;選項(xiàng)B、D中不含有陽(yáng)離子,故不正確。 理解感悟 某物質(zhì)有陽(yáng)離子,但不一定有陰離子;而有陰離子時(shí),則一定有陽(yáng)離子。 二 金屬的物理性質(zhì) 1.觀察下圖,用金屬鍵理論解釋金屬晶體的下列物理性質(zhì) (1)金屬具有良好的導(dǎo)電性 金屬材料有良好的導(dǎo)電性是由于金屬晶體中的自由電子可以在外加電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)。 (2)金屬具有良好的導(dǎo)熱性 金屬的導(dǎo)熱性是自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子(或金屬原子)碰撞而引起能量的交換,從而使能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分,使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。 (3)金屬具有良好的延展性 金屬鍵沒(méi)有方向性,當(dāng)金屬受到外力作用時(shí),金屬原子間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不會(huì)破壞金屬鍵,金屬發(fā)生形變但不會(huì)斷裂,故金屬具有良好的延展性。 2.金屬鍵的強(qiáng)弱影響金屬的硬度、熔沸點(diǎn) (1)金屬鍵的強(qiáng)弱可以用金屬的原子化熱來(lái)衡量。金屬的原子化熱是指1_mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時(shí)吸收的能量。 (2)填寫(xiě)下表空格: 金屬 Na Mg Al Cr 原子外圍電子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半徑/pm 186 160 143.1 124.9 原子化熱/kJmol-1 108.4 146.4 326.4 397.5 熔點(diǎn)/℃ 97.5 650 660 1900 觀察分析上表,回答下列問(wèn)題。 ①影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素有哪些? 答案 影響金屬鍵強(qiáng)弱的主要因素有金屬的原子半徑、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目等。一般而言,金屬元素的原子半徑越小,單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多,金屬鍵越強(qiáng)。 ②金屬的熔沸點(diǎn)、硬度與金屬鍵強(qiáng)弱的關(guān)系如何? 答案 金屬鍵越強(qiáng),金屬的熔、沸點(diǎn)越高,硬度一般也越大。 [歸納總結(jié)] 1.絕大多數(shù)金屬熔、沸點(diǎn)較高,硬度較大;具有金屬光澤,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。 2.金屬元素的原子半徑(或陽(yáng)離子半徑)越小、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目(或陽(yáng)離子所帶電荷)越多,金屬鍵越強(qiáng),金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大。 [活學(xué)活用] 3.下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是( ) A.常溫下,金屬單質(zhì)都是銀白色的固體 B.金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用,在一定外力作用下,不因形變而消失 C.鈣的熔、沸點(diǎn)低于鉀 D.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越好 答案 B 解析 常溫下,Hg為液態(tài),銅為紅色,金為黃色,A錯(cuò);因?yàn)榻饘冁I無(wú)方向性,故金屬鍵在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)不因形變而消失,B正確;鈣的金屬鍵強(qiáng)于鉀,故熔、沸點(diǎn)高于鉀,C錯(cuò);溫度升高,金屬的導(dǎo)電性減弱,D錯(cuò)。 4.要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小相關(guān)。由此判斷下列說(shuō)法正確的是( ) A.金屬鎂的硬度大于金屬鋁 B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的 C.金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鈉 D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣 答案 C 解析 鎂離子比鋁離子的半徑大而所帶的電荷少,所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱,熔、沸點(diǎn)和硬度都小;從Li到Cs,離子的半徑是逐漸增大的,所帶電荷相同,金屬鍵逐漸減弱,熔、沸點(diǎn)和硬度都逐漸減??;因鎂離子的半徑小而所帶電荷多,使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強(qiáng),所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點(diǎn)和硬度都大;因離子的半徑小而所帶電荷相同,使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強(qiáng),所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點(diǎn)和硬度都大。 金屬鍵的形成 當(dāng)堂檢測(cè) 1.下列有關(guān)金屬元素的特性,敘述正確的是( ) A.金屬元素的原子具有還原性,離子只具有還原性 B.金屬元素在化合物中一般顯正價(jià) C.金屬元素在不同化合物中的化合價(jià)均不同 D.金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為金屬晶體 答案 B 解析 變價(jià)金屬的中間價(jià)態(tài)離子既有還原性又有氧化性,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬元素在化合物中一般顯正價(jià),所以B項(xiàng)正確;同種金屬元素在不同化合物中的化合價(jià)可以相同,也可以不同,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤;汞在常溫下為液體,此時(shí)不屬于晶體,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.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(yáng)離子和自由電子間的強(qiáng)烈相互作用,其實(shí)質(zhì)與離子鍵類(lèi)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(lèi)似,也有方向性和飽和性 C.金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用,故金屬鍵無(wú)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) 答案 B 3.下面有關(guān)金屬的敘述正確的是( ) A.金屬受外力作用時(shí)常常發(fā)生變形而不易折斷,是由于金屬離子之間有較強(qiáng)的作用 B.通常情況下,金屬中的自由電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng),而形成電流 C.金屬是借助金屬離子的運(yùn)動(dòng),把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分 D.金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而降低 答案 D 解析 金屬受外力作用時(shí)變形而不易折斷是因?yàn)榻饘倬w中各原子層會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式,故A項(xiàng)不正確;自由電子要在外加電場(chǎng)作用下才能發(fā)生定向移動(dòng)形成電流,故B項(xiàng)不正確;金屬的導(dǎo)熱性是由于自由電子在熱的作用下與金屬原(離)子頻繁碰撞將能量進(jìn)行傳遞,故C項(xiàng)不正確。 4.物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出:金屬鍵越強(qiáng),其金屬的硬度越大,熔、沸點(diǎn)越高。且研究表明,一般來(lái)說(shuō)金屬離子半徑越小,價(jià)電子數(shù)越多,則金屬鍵越強(qiáng),由此判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.鎂的硬度大于鋁B.鎂的熔、沸點(diǎn)高于鈣 C.鎂的硬度大于鉀D.鈣的熔、沸點(diǎn)高于鉀 答案 A 解析 根據(jù)題目所給信息,鎂和鋁的電子層數(shù)相同,價(jià)電子數(shù)Al>Mg,離子半徑Al3+- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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