第二章  镁   铝

§2-1  金属的物理性质

教学目标

    知识教学点：

1.     金属的分类（冶金工业、密度大小、丰度等）

2.     金属晶体及金属晶体中质点间的作用方式。

3.     金属的物理共性（导电性、导热性、延展性等）及有关解释。

    能力培养：

通过引导学生思考、回忆常见金属的有关特点，结合教材内容归纳出金属的物理通性。对中学阶段学习的四种晶体从不同角度进行对比和归纳。

重点难点

        金属的物理性质

        用金属结构理论解释金属的物理性质

         金属晶体

教学过程

   从元素周期表的元素    种来看，金属元素有   种，约占4/5的比例。它们位于元素周期表中每个周期原前部，包括：

IA（除氢外）；    IIA，IIIA（除硼外）

IVA的锗、锡、铅；   VA 锑、铋；  VIA 钋

各副族和VIII族元素

   金属性最强和元素位于表的左下方，即铯和钫。其中许多金属早已广泛应用于生产和生活中，还有许多金属元素正在被人类认识（如：稀有金属），它们的用途也正在逐步扩大。

   据有关报导，1991年底我国钢的年产量位于世界第四位，年产量超过7000万吨。有色金属的稀有金属的生产利用也有很大发展。

   引导学生按照自学提纲自学。

一．金属的分类：

  按照为同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。

1.    冶金工业的分类方法：

有色金属：除铁、铬、锰外

黑色金属：铁、铬、锰

2.    根据金属密度的大小：

轻金属：（密度小于4.5的）如：K Ca Na Mg Al Zn

重金属：（密度大于4.5的）如：Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au

3.    根据地壳中的含量（丰度）：

常见金属：Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu等等

稀有金属：钼、铌、锆等等

二．金属的物理通性（展示几种金属样品，让学生通过观察、讨论提出）

1.    常温下均呈固态（汞除外）

2.    都有金属光泽，不透明。

多数金属为银白色或灰色，少数金属有颜色，如：

金 -? 黄色 ；铜 ? 紫红色 ；铅 ? 蓝色

（中学阶段不要求解释原因）

3.    都能导电、传热。

4.    都有延展性。

 如在金属进行机械加工时，可以抽成细丝而不断，可以压成薄片而不裂。

这说明了金属在晶体结构方面有着相似性

三．金属的晶体结构：

 [展示]金属内部结构课件 或挂图  课本第17页图2-1

   常温下除汞是液态（熔点 -39℃）以外，其余所有金属常温下均不晶体。用X射线研究发现，在晶体中金属原子好像硬球一层一层地紧密堆积着。

   金属原子的价电子比较少，原子核对价电子的吸引力较小，这些电子较容易离开原子核，成为金属离子和自由电子。

   在通常情况下，金属离子对释出的电子（自由电子）有较强的作用力，这些电子不能脱离金属晶体，而是在整个晶体里自由运动着。

   由于自由电子为整个晶体里的金属离子所共有，又跟金属离子有着较强的作用（金属键），因而使许多金属离子相互结合在一起，形成晶体。

引导学生解释金属的物理通性.

1.    导电性：

在通常情况下，金属里金属离子之间是紧密排列并堆积在一起的，但自由电子却能在整个晶体里自由运动（无一定方向）。但在一定外电场的条件下，自由电子在金属中就发生定向移动而形成电流，所以金属易导电。

2.    导热性：

自由电子有运动时常跟金属离子碰撞而引起两者能量的交换。当金属某部分受热，在那啊区域的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞子就把能量传递给其它金属离子，金属就是借着自由电子的运动，把能量从温度高的部分传递到的部分，从而便整块金属达到同样的温度。

   一般讲：导电性好的金属其导热性也好，导电性最好的金属是银（依次是铜、金、铝、锌等）

   温度越高，金属导电性越差（阻碍自由电子的定向移动）

3.    具有良好的延展性：

当金属受外力作用时，各层之间会发生相对滑动，但由于金属离子跟自由电子之间的较强作用依然存在，所以金属只发生形变，但不会断裂，金属的这种延展性使金属具有良好的机械加工性能。

不的金属其延展性大小不同，如：铂和金的延展性特别好，（ 延展性依次为：铂、金、银、铝、铜、铁等）最细的是铂丝，其直径不超过0.0002mm， 大约是头发直径的1/400， 金的展性第一（依次是银、铝、铜等）最薄的金箔只有0.0001mm，以至十万张这种金箔重叠起来，其厚度只有1cm。

   金属除共同的物理性质外，还有自己的特性。如;不同的硬度、熔点、密度等。这是由于不同的金属的原子核电荷数、原子半径大小和晶体结构不同所决定的。

  ☺在金属单质是熔点最低的是汞（-39℃） 最高的是钨（3410℃）

   大多数金属单质拓熔沸点都较高。

  ☺ 在金属单质中，常温为固态时，硬度最大的是铬（9.0）

                                 硬度最小的是铯（0.2）

  ☺ 金属中密度最大的是锇（20℃,22.5 g/cm3 ）

最小的是锂（ 20℃,0.53 g/cm3）

  ☺ 同是金属晶体，金属离子半径小的，与自由电子相互作用则大，熔沸点较高。如：熔点 Li> Na > K > Rb > Cs