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1、1江苏省连云港市赣榆县海头高级中学江苏省连云港市赣榆县海头高级中学 20152015 高中化学高中化学 3.13.1 金属键金属键 金属晶体(第一课时)教学案(无答案)苏教版选修金属晶体(第一课时)教学案(无答案)苏教版选修 3 3教学目标教学目标1了解金属晶体模型和金属键的本质2认识金属键与金属物理性质的辨证关系3能正确分析金属键的强弱 教学过程教学过程 【引入】 同学们我们的世界是五彩缤纷的,是什么组成了我们的世界呢? 学生回答:物质 讲述:对!我们的自然世界是有物质组成的,翻开我们的化学课本的最后一页我们可以看 到一张化学元素周期表,不论冬天美丽的雪花,公路上漂亮的汽车。包括你自己的身体
2、都 是有这些元素的一种或几种构成的。那么我们现在就来认识一下占周期表中大多数的金属。【板书】 3-1-1 金属键与金属特性 大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点,水、干冰等都属于分子晶体,靠 范德华力结合在一起,金刚石、金刚砂等都是原子晶体,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? 【展示】 几种金属的应用的图片,有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等,并将铁丝随意 弯曲,引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线,家用铁锅炒菜, 锻压机把钢锭压成钢板等。 【讨论】请一位同学归纳,其他同学补充。 1金属有哪些物理
3、共性? 2金属原子的外层电子结构、原子半径和电离能?金属单质中金属原子之间怎样结合的? 【板书】 一、金属共同的物理性质 容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 二、金属键 【动画演示并讲解】 金属原子的电离能低,容易失去电子而形成阳离子和自由电子,阳离子整体共同整体 吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金 属晶体的组成粒子:金属阳离子和自由电子。金属离子通过吸引自由电子联系在一起, 形 成金属晶体.经典的金属键理论把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量 自由电子,金属原子则“浸泡”在“自由电子”的“海洋”之中。 金属键的形象说法: “失去
4、电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”. 金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动,使得金属呈现出特有的属性在金属 单质的晶体中,原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。 这种键既没有方向性也没有饱和性,2【板书】 1构成微粒:金属阳离子和自由电子 2金属键:金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用 3成键特征:自由电子被许多金属离子所共有;无方向性、饱和性 【板书】 三、金属键对金属通性的解释 【学生分组讨论】如何应用金属键理论来解释金属的特性?请一位同学归纳,其他同学补 充。 【板书】 1金属导电性的解释 在金属晶体中,充满着自由电子,而自由电子的运动是没有一定方向
5、的,但在外加电 场的条件下自由电子就会发生定向移动,因而形成电流,所以金属容易导电。 【强调】: 金属受热后,金属晶体中离子的振动加剧,阻碍着自由电子的运动。所以温度升高导 电性下降。 2. 金属导热性的解释 金属容易导热,是由于自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度 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金属延展性的解释 当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排列 方式,弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,所以在各 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
6、 变也不易断裂。因此,金属都有良好的延展性。 4金属晶体结构具有金属光泽和颜色 由于自由电子可吸收所有频率的光,然后很快释放出各种频率的光,因此绝大多数金 属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属(如铜、金、铯、铅等)由于较易吸收某些频率 的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时,金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不 规则,吸收可见光后辐射不出去,所以成黑色。 【问题解决】 1金属晶体的形成是因为晶体中存在( ) A.金属离子间的相互作用 B金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用 2金属能导电的原因是( ) A金属晶体中金属阳离子与自由电子间的
7、相互作用较弱 B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D金属晶体在外加电场作用下可失去电子 3下列叙述正确的是( ) A任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子 B原子晶体中只含有共价键 C离子晶体中只含有离子键,不含有共价键 3D分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其他化学键 【设问】 我们知道,不同的金属在某些性质方面,如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。 有的金属软如蜡,有的硬如钢;有的金属熔点低,有的熔点高,金属的这些性质与金属键 有没有关系? 【投影】课本 P29 表 3-1 【学生分组讨论】根据表中的数据,总结
8、影响金属键的因素。 【板书】 四、金属的熔、沸点、硬度与金属键的关系 1原子化热: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。 【讲解】 金属键无方向性, 无固定的键能, 金属键的强弱和自由电子的多少有关, 也和离子半 径、电子层结构等其它许多因素有关, 很复杂. 金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡 量. 金属原子化热是指 1mol 金属变成气态原子所需要的热量. 金属原子化热数值小时, 其熔点低, 质地软; 反之, 则熔点高, 硬度大. 【板书】 2影响金属键强弱的因素:原子半径、单位体积的自由电子的数目等 一般:金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多,金属键
9、越强,金属 晶体的硬度越大,熔沸点越高。 【说明】: 不同的金属在某些性质方面,如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。这与金属原 子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。 【问题解决】 3试比较下列金属熔点的高低和硬度大小。 (1)Na Mg Al (2)Li Na K Rb Cs (3)K Ca 4为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低? 【课堂小结】 结构 性质 金属键 金属内部的特殊结构 金属的物理共性金属阳离子 自由电子 原子化热 导电性 导热性 延展性金属阳离子半径、自由电子数 熔沸点高低、硬度大小 【课后练习】 1下列叙述中,可以肯定是一种主族金属元素的是 ( ) A原子最外层有
10、 3 个电子的一种金属 B熔点低于 100的一种金属 C次外电子层上有 8 个电子的一种金属 D除最外层,原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属42金属晶体的形成是因为晶体中主要存在 ( ) A金属离子之间的相互作用B金属原子之间的作用 C金属离子与自由电子间的相互作用D金属原子与自由电子间的相互作用 3金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是 ( )A导电性 B化学反应中易失去电子 C延展性 D硬度 4在金属晶体中,自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递,可以用此来解释的金属的 物 理性质是 ( ) A延展性 B导电性 C导热性 D硬度 5金属的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是 ( ) A易导电 B易导热 C有延展性 D易锈蚀 6试比较下列金属熔点的高低,并解释之。( ) (1)Na、Mg、Al (2)Li、Na、K、Rb、Cs