高一化学竞赛辅导资料（第9周）
知识回顾：金属的物理性质：
状态：常温下，除了 是液体外，其余都为 。
色泽：除了Cu、Au等金属外，大多数金属都是 色，且有金属光泽。 其他性质：具有 性、 性、 性。
1.为什么大部分的金属是银白色的？金属的颜色与什么有关？
对大多数金属而言，其中的自由电子能吸收所有频率的光，然后很快放出所有
频率的光，因而大多数金属呈现钢灰色乃至银白色。也有少数金属，他们较易吸收某一频率的光，而呈现其互补色。如金为黄色，铜为赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色。 当金属是粉末状时为什么一般是黑色的？ 2. 常见的重金属包括哪些金属？
重金属一定有毒吗？
我们常说的重金属有毒，会使蛋白质变性，主要指的是重金属离子，而不是重金属的单质。重金属的离子要达到一定浓度时才会有毒，量很少的时候是没有毒的。有些重金属离子在很稀的时候，不但没毒，反而对人有益。
3.什么是焰色反应? 金属元素都有焰色反应吗？
当某些金属及其化合物在火焰上灼烧时， 原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内（波长为400nm～760nm），因而能使火焰呈现颜色。由于各种原子的结构不同，电子跃迁时能量的变化就不相同，就发出不同波长的光，因而在火焰上呈现不同的颜色。在化学上，常用来测试某种金属元素是否存在。同时利用焰色反应，人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。焰色反应是元素的一种物理性质，无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应，它属物理变化过程。 不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
竞赛考点： 金属键
1、 金属键的概念：金属晶体中的金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子
为整个金属所共用，所以金属键没有饱和性和方向性。 2、金属键的本质与特征
金属原子脱落来的价电子形成遍布整个晶体的“电子云”－－自由电子，被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。金属键的结合力就来源于公有化电子和离子间的静电吸引力。
金属原子的外层电子数比较少，容易失去电子变成金属离子和电子，金属离子间存在反性电荷的维系――带负电荷的自由移动的电子（运动的电子使体系更稳定），这些电子不是专属于某几个特定的金属离子这就是金属晶体的形成的原因。
例1. 金属晶体的形成是因为晶体中存在( ) ①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子 A.只有① B.只有③ C.②③ D.②④
第1页
3、金属物理性质的解释 共 性 金属晶体与性质的关系 微观模型 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。 导电性 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导热性 分，从而使整块金属达到相同的温度。 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延展性 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，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。 例2．下列有关金属元素特征的叙述中正确的是
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D．金属单质的熔点总是高于分子晶体
例3.下列有关金属键的叙述错误的是 ( )
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 例4．下列有关金属元素特性的叙述正确的是
A. 金属原子只有还原性,金属离子只有氧化性 B. 金属元素在化合物中一定显正化合价 C. 金属元素在不同化合物中化合价均不相同 D. 金属元素的单质在常温下均为晶体 例5．金属的下列性质与金属键无关的是( )
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 例6．能正确描述金属通性的是 ( )
A. 易导电、导热 B. 具有高的熔点 C. 有延展性 D. 具有强还原性
例7．下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是（ ）
A. 用铁制品做炊具 B. 用金属铝制成导线 C. 用铂金做首饰 D. 铁易生锈
观察下列表格中部分金属的熔点，分析为什么金属晶体熔点差距如此巨大？
第2页
金属 熔点/℃ 原子外围电子排布 原子半径/pm 原子化热/kJ·mol-1 Na 97.5 3s1 186 108.4 Mg 650 3s2 160 146.4 Al 660 3s23p1 143.1 326.4 Cr 1900 3d54s1 124.9 397.5 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。
金属的熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。同类型金属晶体，金属晶体的熔点由金属阳离子半径，离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越大，熔点就越高。
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。如：熔点：Li>Na>K>Rb>Cs，Na 例8．金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；与金属阳离子的半径大小也有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是（ ） A. Li Na K B. Na Mg Al C. Li Be Mg D. Li Na Mg 例9．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱。由此判断下列说法正确的是（ ） A、金属镁的硬度大于金属铝 B、碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C、金属镁的熔点大于金属钠 D、金属镁的硬度小于金属钙 例10．金属键越强，其金属的硬度越大，溶沸点越高。研究表明：金属键的强弱与金属价电子数的多少有关。据此判断下列说法正确的是( ) A.镁的硬度大于铝 B.镁的硬度大于钾 C.镁的沸点低于钙 D.钙的沸点高于钾 金属晶体紧密堆积方式 自然界中许多固态物质都是晶体，他们具有规则的几何形状，如晶莹的雪花，棱角分明的食盐固体和许多的矿石。通常条件下，大多数金属单质都是晶体。 金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体。从二维空间上可以有两种方式： 非致密层 致密层 配位数： 4 6 从三维空间上看金属原子的堆积方式有4种： 第3页 堆积方式 1、简单立方堆积：这种堆积方式的空间利用率太低，为52%。只有金属钋采取这种堆积方式。配位数为6。 微观模型 2、 体心立方堆积：（钾型）A2 如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积 这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，为68%。许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。配位数为8。 3、 六方最密堆积：（镁型）A3 配位数为12，空间利用率为74%。 一般采用该堆积方式堆积的金属有Mg、Zn、Ti 4、 面心立方最密堆积（铜型）A1 配位数为12，空间利用率为74%。 一般采用该堆积方式的金属有Cu、Al、Ag、Au 4.合金及合金的优点 ①定义：把两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。 ②特点： a.合金的熔点比其成分中各金属的熔点都要低，而不是介于两种成分金属之间。 b.具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能。例如：金属铝很软，但如果将铝与铜、镁按一定的比例混合，经高温熔融后冷却可以得到硬铝，硬度大大提高。 例11．下列有关金属键的叙述错误的是 ( ) A.金属键没有饱和性和方向性 B.金属键是“自由电子”和金属阳离子之间存在的强烈的静电吸引作用 C.金属键中的“自由电子”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 例12．下列有关叙述正确的是 ( ) A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B.金属键越强，则该金属的金属性越弱 C.将铁制品做炊具，金属键没有被破坏 D. 常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 例13．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 第4页
