學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精互動課堂疏導引導一、金屬晶體及其性質(zhì)金屬晶體是由按一定規(guī)律緊密堆積的金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵而構(gòu)成的晶體.金屬晶體的結(jié)構(gòu)形式可歸結(jié)為等徑圓球的密堆積。金屬晶體的性質(zhì)不僅取決于金屬鍵，而且與晶體中金屬原子的堆積方式有關(guān)。金屬原子只有少數(shù)的價電子能用于成鍵，這樣少的價電子不足以使金屬晶體中原子間形成正規(guī)的共價鍵或離子鍵,因此金屬在形成晶體時傾向于組成極為緊密的結(jié)構(gòu),使每個原子擁有盡可能多的相鄰原子(通常是8個或12個原子），這樣電子的能級可以盡可能多的重疊,從而形成“少電子多中心"鍵，金屬的這種結(jié)構(gòu)形式，已為金屬的X射線衍射圖譜所證實。在金屬中最常見的三種晶格是:（1）配位數(shù)為8的體心立方晶格-—鉀型；（2）配位數(shù)為12的面心立方緊堆晶胞-—銅型;（3）配位數(shù)為12的立方緊堆晶胞—-鎂型。另外，科學家還發(fā)現(xiàn)Po這種金屬的堆積方式是簡單立方堆積—-8個Po原子在立方晶格的8個頂點上。所謂緊堆晶胞是指金屬晶體以圓球狀的金屬原子一個挨一個地緊密堆積在一起而組成的。這些圓球形原子在空間的排列形式是使在一定體積的晶體內(nèi)含有最多數(shù)目的原子，這種結(jié)構(gòu)形式就是緊堆結(jié)構(gòu)，是晶體的最緊密的結(jié)構(gòu)形式，圓球在全部體積中占74%，其余為晶體空隙。在體心立方（鉀型）晶格中,圓球在全部體積中僅占68%，所以可以認為它不是緊堆結(jié)構(gòu)；而Po金屬晶體的堆積中圓球在全部體積中僅占52％,所以它也不是緊堆結(jié)構(gòu).金屬晶體熔點變化差別較大。如汞在常溫下是液體，熔點很低（—38。9℃）,而鐵等金屬熔點很高（1535℃).這是由于金屬晶體緊密堆積方式、金屬陽離子與自由電子的作用力不同而造成的差別.一般情況下（同類型的金屬晶體)，金屬晶體的熔點由金屬陽離子半徑、所帶的電荷數(shù)、自由電子的多少決定。陽離子半徑越小,所帶的電荷越多，自由電子越多，相互作用力就越大，熔點就會相應(yīng)升高。例如:熔點K＜Na＜Mg＜Al,Li＞Na＞K＞Rb＞Cs.二、金屬鍵的理解與應(yīng)用1.定義：在金屬晶體中,金屬原子的價電子不是某一個原子或某幾個原子共有，而是所有金屬原子共有。從金屬晶體的整體來看,這些價電子像氣體一樣遍布晶體的全部，形象地稱為電子氣.2。特點：①價電子在晶體中共用;②金屬鍵作用于整個金屬晶體；③金屬鍵強弱差別很大.3.金屬鍵理論認為，在固態(tài)或液態(tài)金屬中，價電子可以自由地從一個原子跑向另一個原子,這樣一來就好像價電子為許多原子或離子(指每個原子釋放出自己的電子便成為離子）所共有.這些共用電子起到把許多原子（或離子）黏合在一起的作用，形成了所謂的金屬鍵.這種鍵可以認為是改性的共價鍵，這種鍵是由多個原子共用一些能夠流動的自由電子所組成的。對于金屬鍵有兩種說法：其一是在金屬原子（或離子）之間有電子氣在自由流動；其二是金屬離子浸沉在電子的海洋里,如下圖所示。在金屬晶體中(如上圖所示）,由于自由電子的存在和晶體的緊密堆積結(jié)構(gòu)，使金屬獲得了共同的性質(zhì)，例如具有較大的密度、有金屬光澤、良好的導電性、導熱性和機械加工性能等。拓展:金屬中自由電子可以吸收可見光,然后又把各種波長的光大部分再發(fā)射出來,因而金屬一般顯銀白色光澤和對輻射能有良好的反射性能。金屬的導電性也同自由流動的電子有關(guān),在外加電場的影響下，自由電子就沿著外加電場定向流動而形成電流。不過在晶胞內(nèi)的原子和離子不是靜止的,而是在晶胞結(jié)點上做一定幅度的振動，這種振動對電子的流動起著阻礙的作用，加上陽離子對電子的吸引，構(gòu)成了金屬特有的電阻。加熱時原子和離子的振動加劇，電子的運動便受到更多的阻力,因而一般隨著溫度升高,金屬的電阻增大.金屬的導熱性也決定于自由電子的運動，當自由電子在金屬中運動，會不斷地和原子或離子碰撞而交換能量。因此，當金屬的某一部分受熱而加強了原子或離子的振動時，就能通過自由電子的運動而把熱能傳遞給鄰近的原子或離子，使熱運動擴展開來，很快使金屬整體的溫度均一化.金屬的這幾種堆積結(jié)構(gòu)允許在外力的作用下,使一層原子在相鄰的一層原子上滑動而不破壞金屬鍵，這就是金屬有良好的機械加工性能的原因.活學巧用1。金屬的下列性質(zhì)中，能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是（)①容易導電②容易導熱③有延展性④易銹蝕A。②④B。①②④C。①②③④D。①②③解析：金屬容易導電是因為晶體中存在許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有方向性的，但在外加電場作用下，自由電子就會發(fā)生定向移動形成電流；容易導熱是因為自由電子在運動時經(jīng)常與金屬離子碰撞而引起能量的交換,從而能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，使整塊金屬達到相同的溫度；有延展性是因為金屬離子和自由電子之間的較強作用,當金屬受到外力時，晶體中的各離子層就會發(fā)生相對滑動，但由于金屬離子和自由電子之間的相互作用沒有方向性，受到外力后相互作用沒有被破壞，故雖發(fā)生形變，但不會導致斷裂；易銹蝕是因為金屬易被氧化變?yōu)榻饘訇栯x子，與金屬晶體結(jié)構(gòu)無關(guān).所以答案為D。答案:D2。按下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是（)A。由分子間作用力結(jié)合而成，熔點很低B.固體或熔融后易導電，熔點在1000℃左右C。由共價鍵結(jié)合成網(wǎng)狀晶體，熔點很高D。固體不導電，但溶于水或熔融后能導電解析：A為分子晶體；B中固體能導電，熔點在1000℃左右，不是很高,排除石墨等固體,應(yīng)為金屬晶體;C為原子晶體；D為離子晶體。答案：B3。物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推理:金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強烈相互作用叫金屬鍵.金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔沸點越高，且據(jù)研究表明,一般說來金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強.由此判斷下列說法錯誤的是()A.鎂的硬度大于鋁B.鎂的熔沸點低于鈣C。鎂的硬度大于鉀D.鈣的熔沸點高于鉀解析:根據(jù)題目所給信息:鎂和鋁的電子層數(shù)相同,價電子數(shù)Al＞Mg，離子半徑Al3+＜Mg2+，金屬鍵Al＞Mg，所以鎂的硬度低于鋁，選項A錯誤；鎂和鈣的價電子數(shù)相同,離子半徑Mg2+＜Ca2+，金屬鍵Mg＞Ca，鎂的熔沸點應(yīng)高于鈣,選項B錯誤；用以上比較方法可推出:電荷數(shù)Mg2+＞K+，離子半徑Mg2+＜Na+＜K+,所以金屬鍵Mg＞K，硬度Mg＞K，選項C正確;鈣元素和鉀元素位于同一周期，價電子數(shù)Ca＞K，電荷數(shù)Ca2+＞K+，離子半徑Ca2+＜K+，所以金屬鍵Ca＞K，鈣的熔沸點高于鉀，選項D正確。答案：AB4。金屬具有延展性的原因是(