3-1-1金属键与金属特性
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化学键金属键的形成与特性化学键:金属键的形成与特性化学键是指原子之间通过共用、转移或者捐赠电子而形成的相互联系。
其中,金属键是一种特殊的化学键,常见于金属元素之间或者金属与非金属元素之间的化合物中。
本文将介绍金属键的形成和特性。
一、金属键的形成金属元素具有特殊的电子结构,其外层电子只有少数几个,容易与其他原子形成键合。
金属的电子云模型是描述金属键形成的重要理论,它可以解释金属的导电性、延展性和高熔点等性质。
在金属中,原子核周围存在自由移动的电子云,这些电子几乎没有固定的位置,相互间的电子排列是无序的。
当几个金属原子靠近时,它们的电子云发生重叠,形成一个共享的电子云区域,被称为金属键。
金属键的形成是通过电子的共享实现的。
金属原子会捐赠其外层电子到共享电子云中,形成正离子。
这些电子在金属晶体中可以平移自由,从而使金属具有良好的导电性和热导性。
二、金属键的特性1. 导电性:金属键是金属具有良好导电性的基础。
在金属中,自由移动的电子可以自由地在金属中传导电流。
这是由于金属键的共享电子云形成了电子的传输通道,使电子在金属中流动变得容易。
2. 延展性:金属键的特点之一是其延展性。
金属晶体中的原子排列紧密,金属键连接着相邻的原子。
当金属受到外力拉伸时,金属键会被延长,但不容易破裂。
这是因为金属键的电子云在拉伸时可以随着原子的移动而重新分布,使金属保持整体连续性。
3. 熔点和沸点:金属键强度较高,使得金属具有较高的熔点和沸点。
金属晶体中的金属键需要克服较大的能量才能断裂,所以金属的熔点和沸点相对较高。
4. 密度:金属晶体的密度通常较大,这是由于金属键的密集性造成的。
金属原子之间的金属键非常紧密,使金属具有相对较高的密度。
5. 弹性:金属的弹性是由于金属键的特性所导致的。
金属中的金属键具有一定的弹性,使金属在受力时能够恢复到原来的形态。
三、金属键的应用金属键的性质使得金属在生活和工业生产中有着广泛应用。
以下是金属键应用的几个常见领域:1. 金属导线:金属的导电性使得金属广泛应用于电缆、电线等导电材料中。
崔忠圻《金属学与热处理原理》(第3版)复习笔记第1章金属与合金的晶体结构1.1 复习笔记一、金属原子间的结合1.金属原子的结构特点(1)金属原子的最外层电子金属原子的最外层的电子数很少,一般为一两个,不超过3个。
①正电性元素金属原子的外层电子很容易脱离原子核的束缚而变成自由电子,此时的原子变为正离子,故金属元素又称正电性元素。
②负电性元素非金属元素的外层电子数较多,易于获得电子变为负离子,故非金属元素又称负电性元素。
(2)元素的化学特性决定于最外层的电子(价电子)数,而与内壳层的结构无关。
(3)过渡族金属的特性①过渡族金属化合价可变;②过渡族金属的原子彼此相互结合时,最外层电子和次外层电子均参与结合;③过渡族金属的原子间结合力特别强,熔点高、强度高;④价电子决定其主要性能。
2.金属键(1)电子云(电子气)处于聚集状态的金属原子,全部或大部分将它们的价电子贡献出来为整个原子集体所共有,称为电子云或电子气。
(2)金属键贡献出价电子的金属原子变成正离子沉浸在电子云中,它们依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用而结合起来,这种结合方式称为金属键。
它没有饱和性和方向性。
(3)金属键模型金属键模型如图1-1-1所示。
在固态金属中,绝大部分原子处于正离子状态,少数原子处于中性原子状态。
图1-1-1 金属键模型3.结合力与结合能(资料来源https:///BoVJDuXm)(1)结合力的特性如图1-1-2(a)所示,则:①两原子的结合力为吸引力和排斥力的代数和;②吸引力为长程力,排斥力是短程力;③当两原子间距较大时,吸引力大于排斥力,两原子自动靠近。
在两原子靠近过程中,排斥力急剧增长;④两原子距离为d0时,吸引力与排斥力相等,原子间结合力为零,d0即相当于原子的平衡位置;⑤任何对平衡位置的偏离,都将会受到一个力的作用,促使其回到平衡位置;⑥原子间的最大结合力出现在d c位置处;⑦在点d0附近,结合力与距离的关系接近直线关系。
姓名,年级:时间:第一课时金属键与金属晶体的性质学习目标:1。
了解金属键的含义—-“电子气”理论,能用电子气理论解释金属具有导电、导热、延展性的原因。
2。
理解金属键的概念,能用金属键理论解释金属的物理性质.[知识回顾]1.金属单质的物理性质有哪些通性?答:具有金属光泽,有导电性、导热性和延展性.2.两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金.合金的熔点比各成分金属的都低。
硬度比成分金属大。
[要点梳理]1.金属键(1)概念:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”被所有原子所共有,从而把所有金属原子维系在一起。
(2)成键微粒:金属阳离子和自由电子。
(3)成键的条件:金属单质或合金。
(4)应用:“电子气”理论能很好地解释金属材料良好的延展性、导电性、导热性。
2.金属晶体在金属单质的晶体中,原子之间以金属键相互结合,构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子。
3.金属键的强度差别很大,例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而钨是熔点最高的金属,这是由于形成的金属键强弱不同的缘故.一般来说,金属的原子半径越小,金属键越强,金属的价电子数越多,金属键越强.4.金属材料有良好的延展性,由于金属键没有方向性,当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键;金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动;金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下,自由电子与金属原子频繁碰撞,阻碍了自由电子对能量的传递。
知识点一金属键1.金属键的定义:金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用叫金属键。
2.金属键的本质——电子气理论:金属原子对外围电子的束缚力不强,从金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”。
正是由于“自由电子”在整个金属固体中不停地运动,被所有的金属原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起,使得体系的能量大大降低。
第1课时金属键与金属特性[核心素养发展目标] 1.了解金属键的概念,理解金属键的本质和特征,能利用金属键解释金属单质的某些性质,促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。
2.能结合原子半径、原子化热解释、比较金属单质性质的差异,促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。
一、金属键1.概念:指金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。
2.成键微粒:金属阳离子和自由电子。
3.特征:没有方向性和饱和性。
4.存在:存在于金属单质和合金中。
自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子,即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子,但都不可能独占某个或某几个自由电子,电子在整块金属中自由运动。
例1下列关于金属键的叙述中,不正确的是( )A.金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用,其实质与离子键类似,也是一种电性作用B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,有方向性和饱和性C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的强烈的相互作用,故金属键无饱和性和方向性D.构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动答案 B解析从基本构成微粒的性质看,金属键与离子键的实质类似,都属于电性作用,特征都是无方向性和饱和性;自由电子是由金属原子提供的,并且在整个金属内部的三维空间内运动,为整个金属的所有阳离子所共有,从这个角度看,金属键无方向性和饱和性。
例2下列物质中只含有阳离子的物质是( )A.氯化钠B.金刚石C.金属铝D.氯气答案 C解析氯化钠是离子化合物,既含阳离子又含阴离子;金属铝中含有阳离子和自由电子;金刚石由原子组成,氯气由分子组成,都不含阳离子,故C正确。
易误提醒某物质有阳离子,但不一定有阴离子;而有阴离子时,则一定有阳离子。
二、金属的物理性质1.物理特性分析(1)良好的导电性:金属中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动。
(2)金属的导热性:是自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换,从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分,使整块金属达到相同的温度。
化学键中的键能和键级化学键是化学反应中的重要概念,它是化学物质中原子之间的相互作用力。
化学键的形成和断裂是化学反应发生的基础,而键能和键级则是描述化学键强度和类型的重要参数。
一、键能的概念和意义键能是指化学键形成时释放或吸收的能量。
在化学反应中,原子通过共享、转移或捐赠电子来形成化学键,这个过程伴随着能量的变化。
键能的大小决定了化学键的稳定性和反应性。
一般来说,键能越大,化学键越稳定,反应难度越大。
二、键能与键级的关系键级是指化学键的强度和长度,它是描述化学键类型的重要参数。
常见的化学键类型包括离子键、共价键和金属键。
不同类型的化学键具有不同的键能和键级。
1. 离子键离子键是由正负电荷之间的静电相互作用力形成的,常见于金属和非金属之间的化合物中。
离子键的键能较高,通常在几百千焦耳/摩尔的范围内。
离子键的键级为1。
2. 共价键共价键是由原子间电子的共享形成的,常见于非金属之间的化合物中。
共价键的键能和键级的大小取决于电子的共享程度和原子间的距离。
一般来说,共价键的键能在几十到几百千焦耳/摩尔之间,键级为1-3。
3. 金属键金属键是由金属原子之间的电子云形成的,常见于金属元素和合金中。
金属键的键能较低,通常在几十千焦耳/摩尔的范围内。
金属键的键级为1。
三、键能的影响因素键能的大小受多种因素的影响,包括原子间的电荷、电子云的重叠程度和原子间的距离等。
1. 原子间的电荷原子的电荷决定了键能的大小。
正负电荷之间的相互作用力越强,键能越大。
例如,离子键中正负电荷之间的吸引力较强,因此离子键的键能较高。
2. 电子云的重叠程度电子云的重叠程度决定了键能的大小。
电子云重叠越大,键能越大。
例如,共价键中电子云的重叠程度较高,因此共价键的键能较大。
3. 原子间的距离原子间的距离也会影响键能的大小。
原子间距离越近,键能越大。
例如,金属键中原子间的距离较近,因此金属键的键能较大。
四、键能的应用键能的大小和类型对于化学反应的速率和平衡有重要影响,因此在化学工程、材料科学和生物化学等领域有着广泛的应用。
离子键、配位健与金属键银光闪闪的精美银器会令居室内熠熤生辉,玲珑晶莹的银制饰物也会让你变的光彩照人。
你当然应清楚:之所以有这么多不同的银制品来装点人类的生活,原因是金属银是可以被改变形状的,可以被压成薄片,也可以被拉成细丝。
构成金属银的微粒能发生相对滑动但又不容易被分开而断使银断裂。
说明微粒之间存在着较强的相互作用力,这就是金属键。
金属键是化学键的一种。
这一节我们主要来学习几种重要的化学键。
一、离子键:1、定义:阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键2、离子键的形成条件:成键原子所属元素的电负性差值越大,原子间越容易发生电子得失。
一般认为,当成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时,原子间才有可能形成离子键。
如:电负性较小的金属元素的原子容易失去价电子形成阳离子,电负性较大的非金属元素的原子容易得电子形成阴离子。
当这两种原子相互接近到一定程度时,容易发生电子得失而形成阴、阳离子。
镁与氧气在通电情况下生成氧化镁,同时发出强光。
在这一反应过程中,镁原子失去两个电子成为Mg2+,氧分子中的每个原子得到两个电子成为O2-,带正电的Mg2+和带负电的O2-通过静电作用形成稳定的离子化合物——氧化镁。
以NaCl为例说明离子键的形成过程:例1元素的原子可以形成离子键的是( )A.a 和bB.a 和fC.d 和gD.b 和g解析:较活泼的金属因素的原子与较活泼的非金属因素的原子可以形成离子键。
答案:BD3、离子键的实质(1)实质:离子键的实质阴阳离子之间的静电作用。
(2)静电引力:根据库仑定律,阴、阳离子间的静电引力(F )与阳离子所带电荷(q +)和阴 离子所 带 电 荷(q -)的 乘 积 成 正 比,与阴、阳离子的核间距离(r )的平方成反比。
F= (k 为比例系数)(3)静电斥力:阴、阳离子中都有带负电荷的电子和带正电荷的原子核,除了异性电荷间的吸引力外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间同性电荷所产生的排斥力。
化学金属细节知识点总结金属元素的特性1. 金属元素的晶体结构:金属元素通常具有紧密的结晶结构,其原子之间通过金属键相互连接。
金属键是一种特殊的化学键,是由金属原子之间的电子云共享形成的。
金属键的存在使得金属元素具有良好的导电性和导热性,因为电子在金属中可以自由流动。
2. 金属元素的物理性质:金属元素通常具有良好的延展性和韧性。
这是由于金属元素的结晶结构和金属键的存在使得金属元素可以在受力作用下发生塑性变形,而不易断裂。
此外,金属元素的延展性还使得金属可以被拉成细丝或者轧制成薄片。
3. 金属元素的化学性质:金属元素通常具有较强的还原性,能够失去电子形成阳离子。
此外,金属元素在化学反应中通常是电负性较低的,因此通常表现出氧化性。
金属元素的化学反应1. 金属的氧化反应:金属在空气中与氧气发生氧化反应,产生金属氧化物。
金属氧化物通常是碱性或者弱碱性的,可以与酸发生中和反应,生成盐和水。
2. 金属的酸反应:金属与酸发生反应,生成氢气和相应的盐。
3. 金属的碱反应:金属与碱发生反应,生成氢气和相应的盐。
4. 金属的还原反应:金属在一些化学反应中可以发生还原反应,失去电子形成阳离子。
例如,金属可以与一些金属离子发生置换反应,生成新的金属和金属离子。
金属元素的应用1. 电工材料:金属元素具有良好的导电性和导热性,因此广泛应用于电线、电缆、电路板等电器材料中。
2. 结构材料:金属元素通常具有较好的机械性能,因此广泛应用于建筑结构、汽车、航空航天器等领域。
3. 金属合金:金属元素可以与其他元素合金化,形成具有特定性能的金属合金。
金属合金具有较好的性能,广泛应用于各种领域。
4. 化学催化剂:一些金属元素及其化合物具有较好的催化活性,被广泛应用于化学反应中。
总之,金属元素是化学中重要的一类元素,具有独特的物理化学性质及广泛的应用价值。
对金属元素的深入了解不仅有助于深入理解化学原理,同时也能够为金属材料的应用提供理论指导。
化学键与金属键金属键的形成与性质化学键是指原子间通过电子的共享、转移或者排斥而形成的化学连接。
金属键是一种特殊的化学键,形成于金属元素之间。
它具有独特的性质,对于金属的物理和化学性质起着重要的影响。
本文将探讨化学键与金属键的形成机制以及金属键的性质。
一、化学键的形成当原子间存在相互作用力时,会形成化学键。
化学键的形成种类有多种,包括离子键、共价键、金属键等。
离子键形成于金属与非金属之间,通过电子的转移产生带电离子,正负离子之间通过电荷吸引力结合在一起。
共价键形成于非金属之间,通过电子的共享形成共价键。
而金属键则形成于金属元素之间。
二、金属键的形成金属元素的电子排布具有特殊性。
金属元素的原子一般只有几个外层电子,并且原子核内的电子与外层电子之间的屏蔽效应较弱。
由于这种电子排布的特殊性,金属元素的外层电子能够自由移动形成电子云,金属元素中形成了“海洋”一般的自由电子云层。
在这个电子云层中,金属原子的正离子呈现出排列有序的结构。
金属键的形成即是由这种排列有序的正离子和自由电子云之间的相互作用力所致。
三、金属键的特性金属键具有以下几个重要的性质:1.高电导性:由于金属元素中存在着大量的自由电子,这些电子能够自由地在金属中移动,所以金属具有良好的电导性能。
这也是为什么金属是良好的电导体的原因之一。
2.良好的导热性:金属的自由电子在金属晶体中能够自由地传递,所以金属有良好的导热性能。
3.高密度与高熔点:金属键的形成使得金属原子之间紧密排列,并且以金属键为连接,所以金属的密度通常较高。
此外,金属原子之间的金属键比较强,需要较大的能量才能破坏。
因此,金属通常具有较高的熔点。
4.延展性和可塑性:金属晶体中的金属原子排列有序,通过金属键相互连接。
这种排列结构使得金属具有很高的延展性和可塑性,能够被拉长或压扁成形。
金属键的形成与性质对于金属的物理和化学性质起着重要的影响。
它决定了金属的导电性、导热性、熔点等特性,也决定了金属的延展性和可塑性。