金属键
CIE A-Level 化学· 单元3:化学键· 10 分钟阅读
1. 金属键的电子海模型★☆☆☆☆⏱ 3 min
金属键存在于纯金属元素和合金中。它与离子键、共价键有本质区别,因为金属键无方向性,即吸引力在整个巨型晶格结构的所有方向上均等作用。
金属键
紧密堆积的正金属阳离子与周围未束缚在单个原子上的离域外层电子海之间的强静电引力。
例:
在固态钠中,每个Na原子失去其唯一的外层电子,形成Na⁺阳离子,该阳离子固定在规则晶格中,周围被可移动的离域电子海包围。
描述纯金属铜的结构。
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纯铜具有巨型金属晶格结构,由带正电的Cu²⁺离子按规则重复的三维模式排列构成。
- 2
每个铜原子的外层电子都离域,形成可移动的负电荷'海',填充在正阳离子之间的空隙中。
- 3
金属键就是带正电的Cu²⁺离子与带负电的离域电子海之间的强静电引力。
Exam tip:
在定义金属键时,一定要明确提到静电引力——如果你只说离子和电子之间的吸引力,会丢失一分。
2. 由成键解释金属的物理性质
考试经常要求你将金属键与常见物理性质联系起来。所有性质都可以直接从电子海模型推导得出:
解释为什么铜具有延展性,可以被拉成丝,而氯化钠(离子固体)质地脆,无法拉成丝。
- 1
铜具有巨型金属结构,Cu²⁺阳离子与离域电子之间存在无方向性的金属键。
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当施加外力将铜拉成丝时,Cu²⁺阳离子层相互滑动,但阳离子与电子海之间的静电引力仍得以保持,结构不会断裂。
text_section renderer not yet implemented · content will appear once shipped]4. 常见问题
为什么金属在固态时能导电?
金属拥有离域自由电子,当施加电势差时,这些电子可以在固定的正离子晶格中自由移动来携带电荷,这一点不同于离子化合物,离子化合物只有在熔融或溶解状态下才能导电。
为什么镁的熔点比钠高?
镁形成+2价阳离子,而钠形成+1价阳离子,每个镁原子的离域电子数量是钠的两倍,且镁的离子半径更小。这使得阳离子与电子海之间的静电引力更强,断裂化学键需要更多能量,因此镁熔点更高。
真题中的出现
AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。
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